Abstract

We demonstrate that phase-matched frequency upconversion of ultrafast laser light can be extended to shorter wavelengths by using longer driving laser wavelengths. Experimentally, we show that the phase-matching cutoff for harmonic generation in argon increases from 45 to 100 eV when the driving laser wavelength is increased from 0.8 to 1.3 μm. Phase matching is also obtained at higher pressures using a longer-wavelength driving laser, mitigating the unfavorable scaling of the single-atom response. Theoretical calculations suggest that phase-matched high harmonic frequency upconversion driven by mid-infrared pulses could be extended to extremely high photon energies.

© 2008 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. Kapteyn, O. Cohen, I. Christov, and M. Murnane, Science 317, 775 (2007).
    [CrossRef]
  2. A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
    [CrossRef]
  3. C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
    [CrossRef]
  4. X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, X. Zhou, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, and O. Cohen, Nat. Phys. 3, 270 (2007).
  5. A. L. Lytle, X. Zhang, P. Arpin, O. Cohen, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Opt. Lett. 33, 174 (2008).
    [CrossRef]
  6. J. Seres, V. S. Yakovlev, E. Seres, Ch. Streli, P. Wobrauschek, Ch. Spielmann, and F. Krausz, Nat. Phys. 3, 878 (2007).
  7. O. Cohen, X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 99, 053902 (2007).
    [CrossRef]
  8. P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).
  9. B. Shan and Z. Chang, Phys. Rev. A 65, 011804 (2002).
    [CrossRef]
  10. J. Tate, T. Auguste, H. G. Muller, P. Salieres, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 98, 013901 (2007).
    [CrossRef]
  11. V. S. Yakovlev, M. Ivanov, and F. Krausz, Opt. Express 15, 15351 (2007).
    [CrossRef]
  12. M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).
  13. E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, Ch. Dorrer, C. Le Blanc, F. Salin, and P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999).
    [CrossRef]

2008

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

A. L. Lytle, X. Zhang, P. Arpin, O. Cohen, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Opt. Lett. 33, 174 (2008).
[CrossRef]

2007

V. S. Yakovlev, M. Ivanov, and F. Krausz, Opt. Express 15, 15351 (2007).
[CrossRef]

J. Tate, T. Auguste, H. G. Muller, P. Salieres, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 98, 013901 (2007).
[CrossRef]

H. Kapteyn, O. Cohen, I. Christov, and M. Murnane, Science 317, 775 (2007).
[CrossRef]

X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, X. Zhou, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, and O. Cohen, Nat. Phys. 3, 270 (2007).

J. Seres, V. S. Yakovlev, E. Seres, Ch. Streli, P. Wobrauschek, Ch. Spielmann, and F. Krausz, Nat. Phys. 3, 878 (2007).

O. Cohen, X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 99, 053902 (2007).
[CrossRef]

2002

B. Shan and Z. Chang, Phys. Rev. A 65, 011804 (2002).
[CrossRef]

1999

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, Ch. Dorrer, C. Le Blanc, F. Salin, and P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999).
[CrossRef]

1998

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef]

1986

M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).

Agostini, P.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

J. Tate, T. Auguste, H. G. Muller, P. Salieres, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 98, 013901 (2007).
[CrossRef]

E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, Ch. Dorrer, C. Le Blanc, F. Salin, and P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999).
[CrossRef]

Ammosov, M. V.

M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).

Arpin, P.

Auguste, T.

J. Tate, T. Auguste, H. G. Muller, P. Salieres, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 98, 013901 (2007).
[CrossRef]

Backus, S.

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef]

Blaga, C. I.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

Breger, P.

E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, Ch. Dorrer, C. Le Blanc, F. Salin, and P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999).
[CrossRef]

Catoire, F.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

Chang, Z.

B. Shan and Z. Chang, Phys. Rev. A 65, 011804 (2002).
[CrossRef]

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef]

Chirla, R.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

Christov, I.

H. Kapteyn, O. Cohen, I. Christov, and M. Murnane, Science 317, 775 (2007).
[CrossRef]

Cohen, O.

A. L. Lytle, X. Zhang, P. Arpin, O. Cohen, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Opt. Lett. 33, 174 (2008).
[CrossRef]

H. Kapteyn, O. Cohen, I. Christov, and M. Murnane, Science 317, 775 (2007).
[CrossRef]

O. Cohen, X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 99, 053902 (2007).
[CrossRef]

X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, X. Zhou, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, and O. Cohen, Nat. Phys. 3, 270 (2007).

Colosimo, P.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

Constant, E.

E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, Ch. Dorrer, C. Le Blanc, F. Salin, and P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999).
[CrossRef]

Delone, N. B.

M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).

DiMauro, L. F.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

J. Tate, T. Auguste, H. G. Muller, P. Salieres, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 98, 013901 (2007).
[CrossRef]

Dorrer, Ch.

E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, Ch. Dorrer, C. Le Blanc, F. Salin, and P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999).
[CrossRef]

Doumy, G.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

Durfee, C. G.

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef]

Garzella, D.

E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, Ch. Dorrer, C. Le Blanc, F. Salin, and P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999).
[CrossRef]

Hauri, C.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

Herne, C.

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef]

Ivanov, M.

Kapteyn, H.

H. Kapteyn, O. Cohen, I. Christov, and M. Murnane, Science 317, 775 (2007).
[CrossRef]

Kapteyn, H. C.

A. L. Lytle, X. Zhang, P. Arpin, O. Cohen, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Opt. Lett. 33, 174 (2008).
[CrossRef]

O. Cohen, X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 99, 053902 (2007).
[CrossRef]

X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, X. Zhou, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, and O. Cohen, Nat. Phys. 3, 270 (2007).

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef]

Krainov, V. P.

M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).

Krausz, F.

V. S. Yakovlev, M. Ivanov, and F. Krausz, Opt. Express 15, 15351 (2007).
[CrossRef]

J. Seres, V. S. Yakovlev, E. Seres, Ch. Streli, P. Wobrauschek, Ch. Spielmann, and F. Krausz, Nat. Phys. 3, 878 (2007).

Le Blanc, C.

E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, Ch. Dorrer, C. Le Blanc, F. Salin, and P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999).
[CrossRef]

Lytle, A. L.

A. L. Lytle, X. Zhang, P. Arpin, O. Cohen, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Opt. Lett. 33, 174 (2008).
[CrossRef]

O. Cohen, X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 99, 053902 (2007).
[CrossRef]

X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, X. Zhou, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, and O. Cohen, Nat. Phys. 3, 270 (2007).

March, A. M.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

Mével, E.

E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, Ch. Dorrer, C. Le Blanc, F. Salin, and P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999).
[CrossRef]

Muller, H. G.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

J. Tate, T. Auguste, H. G. Muller, P. Salieres, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 98, 013901 (2007).
[CrossRef]

Murnane, M.

H. Kapteyn, O. Cohen, I. Christov, and M. Murnane, Science 317, 775 (2007).
[CrossRef]

Murnane, M. M.

A. L. Lytle, X. Zhang, P. Arpin, O. Cohen, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Opt. Lett. 33, 174 (2008).
[CrossRef]

O. Cohen, X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 99, 053902 (2007).
[CrossRef]

X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, X. Zhou, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, and O. Cohen, Nat. Phys. 3, 270 (2007).

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef]

Paulus, G. G.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

Popmintchev, T.

X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, X. Zhou, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, and O. Cohen, Nat. Phys. 3, 270 (2007).

O. Cohen, X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 99, 053902 (2007).
[CrossRef]

Rundquist, A.

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef]

Rundquist, A. R.

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

Salieres, P.

J. Tate, T. Auguste, H. G. Muller, P. Salieres, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 98, 013901 (2007).
[CrossRef]

Salin, F.

E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, Ch. Dorrer, C. Le Blanc, F. Salin, and P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999).
[CrossRef]

Seres, E.

J. Seres, V. S. Yakovlev, E. Seres, Ch. Streli, P. Wobrauschek, Ch. Spielmann, and F. Krausz, Nat. Phys. 3, 878 (2007).

Seres, J.

J. Seres, V. S. Yakovlev, E. Seres, Ch. Streli, P. Wobrauschek, Ch. Spielmann, and F. Krausz, Nat. Phys. 3, 878 (2007).

Shan, B.

B. Shan and Z. Chang, Phys. Rev. A 65, 011804 (2002).
[CrossRef]

Spielmann, Ch.

J. Seres, V. S. Yakovlev, E. Seres, Ch. Streli, P. Wobrauschek, Ch. Spielmann, and F. Krausz, Nat. Phys. 3, 878 (2007).

Streli, Ch.

J. Seres, V. S. Yakovlev, E. Seres, Ch. Streli, P. Wobrauschek, Ch. Spielmann, and F. Krausz, Nat. Phys. 3, 878 (2007).

Tate, J.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

J. Tate, T. Auguste, H. G. Muller, P. Salieres, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 98, 013901 (2007).
[CrossRef]

Wheeler, J.

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

Wobrauschek, P.

J. Seres, V. S. Yakovlev, E. Seres, Ch. Streli, P. Wobrauschek, Ch. Spielmann, and F. Krausz, Nat. Phys. 3, 878 (2007).

Yakovlev, V. S.

J. Seres, V. S. Yakovlev, E. Seres, Ch. Streli, P. Wobrauschek, Ch. Spielmann, and F. Krausz, Nat. Phys. 3, 878 (2007).

V. S. Yakovlev, M. Ivanov, and F. Krausz, Opt. Express 15, 15351 (2007).
[CrossRef]

Zhang, X.

A. L. Lytle, X. Zhang, P. Arpin, O. Cohen, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Opt. Lett. 33, 174 (2008).
[CrossRef]

O. Cohen, X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 99, 053902 (2007).
[CrossRef]

X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, X. Zhou, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, and O. Cohen, Nat. Phys. 3, 270 (2007).

Zhou, X.

X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, X. Zhou, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, and O. Cohen, Nat. Phys. 3, 270 (2007).

Nat. Phys.

X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, X. Zhou, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, and O. Cohen, Nat. Phys. 3, 270 (2007).

J. Seres, V. S. Yakovlev, E. Seres, Ch. Streli, P. Wobrauschek, Ch. Spielmann, and F. Krausz, Nat. Phys. 3, 878 (2007).

P. Colosimo, G. Doumy, C. I. Blaga, J. Wheeler, C. Hauri, F. Catoire, J. Tate, R. Chirla, A. M. March, G. G. Paulus, H. G. Muller, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Nat. Phys. 4, 386 (2008).

Opt. Express

Opt. Lett.

Phys. Rev. A

B. Shan and Z. Chang, Phys. Rev. A 65, 011804 (2002).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

J. Tate, T. Auguste, H. G. Muller, P. Salieres, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 98, 013901 (2007).
[CrossRef]

O. Cohen, X. Zhang, A. L. Lytle, T. Popmintchev, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 99, 053902 (2007).
[CrossRef]

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, Ch. Dorrer, C. Le Blanc, F. Salin, and P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999).
[CrossRef]

Science

H. Kapteyn, O. Cohen, I. Christov, and M. Murnane, Science 317, 775 (2007).
[CrossRef]

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef]

Sov. Phys. JETP

M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics