Abstract

We demonstrate a compact extreme ultraviolet (XUV) source based on high-harmonic generation (HHG) driven directly inside the cavity of a mode-locked thin-disk laser oscillator. The laser is directly diode-pumped at a power of only 51 W and operates at a wavelength of 1034 nm and a 17.35 MHz repetition rate. We drive HHG in a high-pressure xenon gas jet with an intracavity peak intensity of 2.8×1013  W/cm2 and 320 W of intracavity average power. Despite the high-pressure gas jet, the laser operates at high stability. We detect harmonics up to the 17th order (60.8 nm, 20.4 eV) and estimate a flux of 2.6×108  photons/s for the 11th harmonic (94 nm, 13.2 eV). Due to the power scalability of the thin-disk concept, this class of compact XUV sources has the potential to become a versatile tool for areas such as attosecond science, XUV spectroscopy, and high-resolution imaging.

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Compact extreme ultraviolet source at megahertz pulse repetition rate with a low-noise ultrafast thin-disk laser oscillator

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Cited By

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Figures (4)

Fig. 1.
Fig. 1. Illustration of the experiment's principle (DM, dispersive mirror; CM, concave mirror; ROC, radius of curvature; OC, output coupler).
Fig. 2.
Fig. 2. Comparison of the TDL oscillator output parameters (a)–(c) without a high-pressure gas jet and (d)–(f) with a high-pressure gas jet. (a), (d) Intensity autocorrelation traces; (b), (e) optical spectra, and (c), (f) RF spectra.
Fig. 3.
Fig. 3. Measured spectra of the generated XUV light. The full spectrum is plotted in black, while the spectrum filtered by a 0.2 μm thick aluminum foil is plotted in red. The theoretical transmission of the aluminum filter is shown for reference and plotted as a gray dashed line.
Fig. 4.
Fig. 4. Amplitude and phase noise measurements of the mode-locked TDL oscillator output in free-running operation with and without gas.

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