Abstract

A spectral-filter method is numerically demonstrated to obtain sub-5fs pulses by using femtosecond filamentation in fused silica. Instead of employing spectral phase compensation, by properly employing a high-pass filter to select the broadened high-frequency spectra that are located almost in phase in the tailing edge of the self-compressed pulses owing to self-steepening, as short as single-cycle pulses can be obtained. For instance, for an input pulse with a duration of 50fs and energy 2.2μJ, the minimum pulse duration can reach to 4fs (about 1.5  cycles) by applying a proper spectral filter.

© 2008 Optical Society of America

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Cited By

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Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

Temporal pulse shapes on-axis at several different propagation distances.

Fig. 2
Fig. 2

Spectral intensities on-axis at (a) z = 14.42 mm and (b) z = 14.56 mm . (c) On-axis spectral phase calculated relative to λ = 800 nm ( ω = 0.057 a.u. ) . (d) On-axis spectral phase calculated relative to λ = 675 nm ( ω = 0.068 a.u ) .

Fig. 3
Fig. 3

Temporal profile of the pulses after selecting different spectral components by different filters at (a) z = 14.42 mm and (b) z = 14.56 mm . λ < 798 nm τ 7 fs denotes that, selecting the spectral components of λ < 798 nm , we can obtain pulse of duration τ 7 fs .

Equations (2)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

z E ̂ ( r , z , ω ) = [ i 2 k ( ω ) 2 + i k ( ω ) ] E ̂ ( r , z , ω ) + i ω 2 P ̂ NL ( r , z , ω ) 2 k ( ω ) c 2 ϵ 0 ω J ̂ f ( r , z , ω ) 2 k ( ω ) c 2 ϵ 0 ,
J ̂ f ( r , z , ω ) = e 2 m ( v i ω ) n e ( r , z , ω ) E ( r , z , ω ) + I p β ( k ) I ̂ ( k 1 ) ( r , z , ω ) E ( r , z , ω ) k 0 ,

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