Abstract

Self-compressed (SC) pulses have been achieved through the filamentation process in air without any additional dispersion compensation, using the input pulse chirp as the control parameter. For any studied input pulse energy (35mJ), we have found two opposite sign input group-delay dispersion values for which SC pulses can be achieved systematically. In addition, we have observed that the energy coupled into the inner core of the filament is always of the order of 20% of the total input pulse energy, which opens the way to a scalable technique to obtain intense short pulses directly from the filamentation process.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. C. P. Hauri, A. Guandalini, P. Eckle, W. Kornelis, J. Biegert, and U. Keller, Opt. Express 13, 7541 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
    [CrossRef]
  3. L. Berge and A. Couairon, Phys. Rev. Lett. 86, 1003 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. A. Couairon, M. Franco, A. Mysyrowicz, J. Biegert, and U. Keller, Opt. Lett. 30, 2657 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. L. Berge and S. Skupin, Phys. Rev. Lett. 100, 113902 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. M. Mlejnek, E. M. Wright, and J. V. Moloney, Opt. Lett. 23, 382 (1998).
    [CrossRef]
  7. C. Brée, A. Demircan, S. Skupin, L. Berge, and G. Steinmeyer, Opt. Express 17, 16429 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. G. Stibenz, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Opt. Lett. 31, 274 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. S. Skupin, G. Stibenz, L. Berge, F. Lederer, T. Sokollik, M. Schnürer, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Phys. Rev. E 74, 056604 (2006).
    [CrossRef]
  10. E. Schulz, T. Binhammer, D. S. Steingrube, S. Rausch, M. Kovacev, and U. Morgner, Appl. Phys. B 95, 269 (2009).
    [CrossRef]
  11. J. Liu, X. Chen, J. Liu, Y. Zhu, Y. Leng, J. Dai, R. Li, and Z. Xu, Opt. Express 14, 979 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. S. Akturk, A. Couairon, M. Franco, and A. Mysyrowicz, Opt. Express 16, 17626 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. N. L. Wagner, E. A. Gibson, T. Popmintchev, I. P. Christov, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 93, 173902 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. J. Park, J.-H. Lee, and C. H. Nam, Opt. Express 16, 4465 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. J. I. S. Golubtsov, V. P. Kandidov, and O. G. Kosareva, Quantum Electron. 33, 525 (2003).
    [CrossRef]
  16. N. Zhavoronkov, J. Opt. A 11, 125201 (2009).
    [CrossRef]
  17. A. Zaïr, A. Guandalini, F. Schapper, M. Holler, J. Biegert, L. Gallmann, A. Couairon, M. Franco, A. Mysyrowicz, and U. Keller, Opt. Express 15, 5394 (2008).
    [CrossRef]
  18. B. Alonso, O. Varela, I. J. Sola, J. San Román, A. Zaïr, C. Méndez, and L. Roso, Appl. Phys. B 101, 15 (2010).
    [CrossRef]
  19. A. C. Bernstein, J.-C. Diels, T. S. Luk, T. R. Nelson, A. McPherson, and S. M. Cameron, Opt. Lett. 28, 2354(2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  20. S. Varma, Y.-H. Chen, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 101, 205001 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]

2010 (1)

B. Alonso, O. Varela, I. J. Sola, J. San Román, A. Zaïr, C. Méndez, and L. Roso, Appl. Phys. B 101, 15 (2010).
[CrossRef]

2009 (3)

C. Brée, A. Demircan, S. Skupin, L. Berge, and G. Steinmeyer, Opt. Express 17, 16429 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

E. Schulz, T. Binhammer, D. S. Steingrube, S. Rausch, M. Kovacev, and U. Morgner, Appl. Phys. B 95, 269 (2009).
[CrossRef]

N. Zhavoronkov, J. Opt. A 11, 125201 (2009).
[CrossRef]

2008 (5)

2006 (3)

2005 (2)

2004 (1)

N. L. Wagner, E. A. Gibson, T. Popmintchev, I. P. Christov, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 93, 173902 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

2003 (2)

2001 (1)

L. Berge and A. Couairon, Phys. Rev. Lett. 86, 1003 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

1998 (1)

1996 (1)

M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
[CrossRef]

Akturk, S.

Alonso, B.

B. Alonso, O. Varela, I. J. Sola, J. San Román, A. Zaïr, C. Méndez, and L. Roso, Appl. Phys. B 101, 15 (2010).
[CrossRef]

Berge, L.

C. Brée, A. Demircan, S. Skupin, L. Berge, and G. Steinmeyer, Opt. Express 17, 16429 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

L. Berge and S. Skupin, Phys. Rev. Lett. 100, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

S. Skupin, G. Stibenz, L. Berge, F. Lederer, T. Sokollik, M. Schnürer, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Phys. Rev. E 74, 056604 (2006).
[CrossRef]

L. Berge and A. Couairon, Phys. Rev. Lett. 86, 1003 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Bernstein, A. C.

Biegert, J.

Binhammer, T.

E. Schulz, T. Binhammer, D. S. Steingrube, S. Rausch, M. Kovacev, and U. Morgner, Appl. Phys. B 95, 269 (2009).
[CrossRef]

Brée, C.

Cameron, S. M.

Chen, X.

Chen, Y.-H.

S. Varma, Y.-H. Chen, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 101, 205001 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Christov, I. P.

N. L. Wagner, E. A. Gibson, T. Popmintchev, I. P. Christov, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 93, 173902 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Couairon, A.

Dai, J.

De Silvestri, S.

M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
[CrossRef]

Demircan, A.

Diels, J.-C.

Eckle, P.

Franco, M.

Gallmann, L.

Gibson, E. A.

N. L. Wagner, E. A. Gibson, T. Popmintchev, I. P. Christov, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 93, 173902 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Golubtsov, J. I. S.

J. I. S. Golubtsov, V. P. Kandidov, and O. G. Kosareva, Quantum Electron. 33, 525 (2003).
[CrossRef]

Guandalini, A.

Hauri, C. P.

Holler, M.

Kandidov, V. P.

J. I. S. Golubtsov, V. P. Kandidov, and O. G. Kosareva, Quantum Electron. 33, 525 (2003).
[CrossRef]

Kapteyn, H. C.

N. L. Wagner, E. A. Gibson, T. Popmintchev, I. P. Christov, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 93, 173902 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Keller, U.

Kornelis, W.

Kosareva, O. G.

J. I. S. Golubtsov, V. P. Kandidov, and O. G. Kosareva, Quantum Electron. 33, 525 (2003).
[CrossRef]

Kovacev, M.

E. Schulz, T. Binhammer, D. S. Steingrube, S. Rausch, M. Kovacev, and U. Morgner, Appl. Phys. B 95, 269 (2009).
[CrossRef]

Lederer, F.

S. Skupin, G. Stibenz, L. Berge, F. Lederer, T. Sokollik, M. Schnürer, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Phys. Rev. E 74, 056604 (2006).
[CrossRef]

Lee, J.-H.

Leng, Y.

Li, R.

Liu, J.

Luk, T. S.

McPherson, A.

Méndez, C.

B. Alonso, O. Varela, I. J. Sola, J. San Román, A. Zaïr, C. Méndez, and L. Roso, Appl. Phys. B 101, 15 (2010).
[CrossRef]

Milchberg, H. M.

S. Varma, Y.-H. Chen, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 101, 205001 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Mlejnek, M.

Moloney, J. V.

Morgner, U.

E. Schulz, T. Binhammer, D. S. Steingrube, S. Rausch, M. Kovacev, and U. Morgner, Appl. Phys. B 95, 269 (2009).
[CrossRef]

Murnane, M. M.

N. L. Wagner, E. A. Gibson, T. Popmintchev, I. P. Christov, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 93, 173902 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Mysyrowicz, A.

Nam, C. H.

Nelson, T. R.

Nisoli, M.

M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
[CrossRef]

Park, J.

Popmintchev, T.

N. L. Wagner, E. A. Gibson, T. Popmintchev, I. P. Christov, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 93, 173902 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Rausch, S.

E. Schulz, T. Binhammer, D. S. Steingrube, S. Rausch, M. Kovacev, and U. Morgner, Appl. Phys. B 95, 269 (2009).
[CrossRef]

Roso, L.

B. Alonso, O. Varela, I. J. Sola, J. San Román, A. Zaïr, C. Méndez, and L. Roso, Appl. Phys. B 101, 15 (2010).
[CrossRef]

San Román, J.

B. Alonso, O. Varela, I. J. Sola, J. San Román, A. Zaïr, C. Méndez, and L. Roso, Appl. Phys. B 101, 15 (2010).
[CrossRef]

Schapper, F.

Schnürer, M.

S. Skupin, G. Stibenz, L. Berge, F. Lederer, T. Sokollik, M. Schnürer, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Phys. Rev. E 74, 056604 (2006).
[CrossRef]

Schulz, E.

E. Schulz, T. Binhammer, D. S. Steingrube, S. Rausch, M. Kovacev, and U. Morgner, Appl. Phys. B 95, 269 (2009).
[CrossRef]

Skupin, S.

C. Brée, A. Demircan, S. Skupin, L. Berge, and G. Steinmeyer, Opt. Express 17, 16429 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

L. Berge and S. Skupin, Phys. Rev. Lett. 100, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

S. Skupin, G. Stibenz, L. Berge, F. Lederer, T. Sokollik, M. Schnürer, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Phys. Rev. E 74, 056604 (2006).
[CrossRef]

Sokollik, T.

S. Skupin, G. Stibenz, L. Berge, F. Lederer, T. Sokollik, M. Schnürer, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Phys. Rev. E 74, 056604 (2006).
[CrossRef]

Sola, I. J.

B. Alonso, O. Varela, I. J. Sola, J. San Román, A. Zaïr, C. Méndez, and L. Roso, Appl. Phys. B 101, 15 (2010).
[CrossRef]

Steingrube, D. S.

E. Schulz, T. Binhammer, D. S. Steingrube, S. Rausch, M. Kovacev, and U. Morgner, Appl. Phys. B 95, 269 (2009).
[CrossRef]

Steinmeyer, G.

Stibenz, G.

S. Skupin, G. Stibenz, L. Berge, F. Lederer, T. Sokollik, M. Schnürer, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Phys. Rev. E 74, 056604 (2006).
[CrossRef]

G. Stibenz, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Opt. Lett. 31, 274 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Svelto, O.

M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
[CrossRef]

Varela, O.

B. Alonso, O. Varela, I. J. Sola, J. San Román, A. Zaïr, C. Méndez, and L. Roso, Appl. Phys. B 101, 15 (2010).
[CrossRef]

Varma, S.

S. Varma, Y.-H. Chen, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 101, 205001 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Wagner, N. L.

N. L. Wagner, E. A. Gibson, T. Popmintchev, I. P. Christov, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 93, 173902 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Wright, E. M.

Xu, Z.

Zaïr, A.

Zhavoronkov, N.

N. Zhavoronkov, J. Opt. A 11, 125201 (2009).
[CrossRef]

G. Stibenz, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Opt. Lett. 31, 274 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

S. Skupin, G. Stibenz, L. Berge, F. Lederer, T. Sokollik, M. Schnürer, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Phys. Rev. E 74, 056604 (2006).
[CrossRef]

Zhu, Y.

Appl. Phys. B (2)

E. Schulz, T. Binhammer, D. S. Steingrube, S. Rausch, M. Kovacev, and U. Morgner, Appl. Phys. B 95, 269 (2009).
[CrossRef]

B. Alonso, O. Varela, I. J. Sola, J. San Román, A. Zaïr, C. Méndez, and L. Roso, Appl. Phys. B 101, 15 (2010).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
[CrossRef]

J. Opt. A (1)

N. Zhavoronkov, J. Opt. A 11, 125201 (2009).
[CrossRef]

Opt. Express (6)

Opt. Lett. (4)

Phys. Rev. E (1)

S. Skupin, G. Stibenz, L. Berge, F. Lederer, T. Sokollik, M. Schnürer, N. Zhavoronkov, and G. Steinmeyer, Phys. Rev. E 74, 056604 (2006).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (4)

L. Berge and S. Skupin, Phys. Rev. Lett. 100, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

L. Berge and A. Couairon, Phys. Rev. Lett. 86, 1003 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

N. L. Wagner, E. A. Gibson, T. Popmintchev, I. P. Christov, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 93, 173902 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

S. Varma, Y.-H. Chen, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 101, 205001 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Quantum Electron. (1)

J. I. S. Golubtsov, V. P. Kandidov, and O. G. Kosareva, Quantum Electron. 33, 525 (2003).
[CrossRef]

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.


Figures (2)

Fig. 1
Fig. 1

Temporal intensity profile of the input (blue dashed curve) and output (color shaded area) pulses measured for 3 mJ input energy: for (a) the positive input GDD case and (b) the negative input GDD. The different colors on the shaded area represent the different wavelengths (instantaneous wavelength), and the solid black curves represent the Fourier limit of the output pulse. The spatial output profile is shown in the inset for each case. Spectral intensity (solid curve) and phase (dashed curve) of the input [black (blue online)] and output [gray (red online)] pulses obtained for (c) the positive input GDD case and (d) the negative input GDD pulses.

Fig. 2
Fig. 2

Same plots as in Fig. 1 for an input pulse with 5 mJ energy.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1 Parameters of the Input Chirped Pulses and the Output Measured Pulses a

Metrics