Abstract

We present a novel all-fiber pumped optical parametric chirped pulse amplifier (OPCPA) architecture to generate self-carrier-to-envelope-phase stable, sub-eight-optical-cycle duration pulses at 7 μm wavelength approaching millijoule-level pulse energy at 100 Hz repetition rate. The system yields a peak power of 1.1 GW and, if focused to the diffraction limit, would reach a peak intensity of 7×1014  W/cm2. The OPCPA is pumped by a 2 μm Ho:YLF chirped pulse amplifier to leverage the highly efficient and broadband response of the nonlinear crystal ZGP. The 7 μm seed at 100 MHz is generated via difference frequency generation from an Er:Tm:Ho multi-arm fiber frequency comb, and a fraction of its output optically injects the Ho:YLF amplifier. While the pulse bandwidth at 7 μm is perfectly suited for nonlinear and spectroscopic applications, current parameters offer, for the first time, to the best of our knowledge, the possibility to explore strong-field physics in an entirely new wavelength range with a ponderomotive force 77 times larger than from an 800 nm source. The overall OPCPA system is very compact and provides a new tool for investigations directly in the molecular fingerprint region of the electro-magnetic spectrum or to drive high harmonic generation to produce fully coherent x-rays in the multi-kiloelectron-volt range and possibly zeptosecond temporal waveforms.

© 2016 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. Woutersen, U. Emmerichs, and H. J. Bakker, Science 278, 658 (1997).
    [Crossref]
  2. F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Top. Appl. Phys. 89, 458 (2003).
    [Crossref]
  3. B. Jean and T. Bende, Top. Appl. Phys. 89, 530 (2003).
    [Crossref]
  4. J. Reichert, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Opt. Commun. 172, 59 (1999).
    [Crossref]
  5. S. A. Diddams, J. Opt. Soc. Am. B 27, B51 (2010).
    [Crossref]
  6. A. Schliesser, N. Picqué, and T. W. Hänsch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
    [Crossref]
  7. M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
    [Crossref]
  8. J. Biegert, P. K. Bates, and O. Chalus, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. Ultrafast Sci. Technol., invited review paper, 18, 531 (2012).
    [Crossref]
  9. J. Tate, T. Auguste, H. G. Muller, P. Salières, P. Agostini, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 98, 013901 (2007).
    [Crossref]
  10. T. Popmintchev, M. Chen, O. Cohen, M. Grisham, J. Rocca, M. Murnane, and H. Kapteyn, Opt. Lett. 33, 2128 (2008).
    [Crossref]
  11. M. V. Frolov, N. L. Manakov, and A. F. Starace, Phys. Rev. Lett. 100, 173001 (2008).
    [Crossref]
  12. S. L. Cousin, F. Silva, S. Teichmann, M. Hemmer, B. Buades, and J. Biegert, Opt. Lett. 39, 5383 (2014).
    [Crossref]
  13. F. Silva, S. Teichmann, S. L. Cousin, M. Hemmer, and J. Biegert, Nat. Commun. 6, 6611 (2015).
    [Crossref]
  14. F. Silva, P. K. Bates, A. Esteban-Martin, M. Ebrahim-Zadeh, and J. Biegert, Opt. Lett. 37, 933 (2012).
    [Crossref]
  15. P. Whalen, P. Panagiotopoulos, M. Kolesik, and J. V. Moloney, Phys. Rev. A 89, 023850 (2014).
    [Crossref]
  16. T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
    [Crossref]
  17. H. R. Reiss, Phys. Rev. Lett. 101, 043002 (2008).
    [Crossref]
  18. I. Jovanovic, G. Xy, and S. Wandel, Phys. Proc. 52, 68 (2014).
    [Crossref]
  19. O. Chalus, P. K. Bates, M. Smolarski, and J. Biegert, Opt. Express 17, 3587 (2009).
    [Crossref]
  20. H. Hoogland, A. Thai, D. Sanchez, S. L. Cousin, M. Hemmer, M. Engelbrecht, J. Biegert, and R. Holzwarth, Opt. Express 21, 31390 (2013).
    [Crossref]
  21. C. Erny, K. Moutzouris, J. Biegert, D. Kühlke, F. Adler, A. Leitenstorfer, and U. Keller, Opt. Lett. 32, 1138 (2007).
    [Crossref]
  22. A. Baltuska, T. Fuji, and T. Kobayashi, Phys. Rev. Lett. 88, 133901 (2002).
    [Crossref]
  23. T. Fuji, A. Apolonski, and F. Krausz, Opt. Lett. 29, 632 (2004).
    [Crossref]
  24. A. Thai, M. Hemmer, P. K. Bates, O. Chalus, and J. Biegert, Opt. Lett. 36, 3918 (2011).
    [Crossref]
  25. K. T. Zawilski, P. G. Schunemann, T. C. Pollak, D. E. Zelmon, N. C. Fernelius, and F. K. Hopkins, J. Cryst. Growth 312, 1127 (2010).
    [Crossref]
  26. D. Sánchez, M. Hemmer, M. Baudisch, K. Zawilski, P. Schunemann, H. Hoogland, R. Holzwarth, and J. Biegert, Opt. Lett. 39, 6883 (2014).
    [Crossref]
  27. B. W. Mayer, C. R. Phillips, L. Gallmann, and U. Keller, Opt. Express 22, 20798 (2014).
    [Crossref]
  28. G. Andriukaitis, T. Balciunas, S. Alisauskas, A. Pugzlys, A. Baltuska, T. Popmintchev, M. Chen, M. Murnane, and H. Kapteyn, Opt. Lett. 36, 2755 (2011).
    [Crossref]
  29. V. Petrov, Opt. Mater. 34, 536 (2012).
    [Crossref]
  30. P. Malevich, G. Andriukaitis, T. Flöry, A. J. Verhoef, A. Fernández, S. Ališauskas, A. Pugžlys, A. Baltuška, L. H. Tan, C. F. Chua, and P. B. Phua, Opt. Lett. 38, 2746 (2013).
    [Crossref]
  31. M. Hemmer, D. Sánchez, M. Jelínek, V. Smirnov, H. Jelinkova, V. Kubeček, and J. Biegert, Opt. Lett. 40, 451 (2015).
    [Crossref]
  32. L. von Grafenstein, M. Bock, U. Griebner, and T. Elsaesser, Opt. Express 23, 14744 (2015).
    [Crossref]
  33. H. Fonnum, E. Lippert, and M. W. Haakestad, Opt. Lett. 38, 1884 (2013).
    [Crossref]
  34. G. Arisholm, J. Opt. Soc. Am. B 14, 2543 (1997).
    [Crossref]
  35. I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
    [Crossref]
  36. M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
    [Crossref]
  37. T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
    [Crossref]
  38. M. Hemmer, M. Baudisch, A. Thai, A. Couairon, and J. Biegert, Opt. Express 21, 28095 (2013).
    [Crossref]

2015 (5)

F. Silva, S. Teichmann, S. L. Cousin, M. Hemmer, and J. Biegert, Nat. Commun. 6, 6611 (2015).
[Crossref]

M. Hemmer, D. Sánchez, M. Jelínek, V. Smirnov, H. Jelinkova, V. Kubeček, and J. Biegert, Opt. Lett. 40, 451 (2015).
[Crossref]

L. von Grafenstein, M. Bock, U. Griebner, and T. Elsaesser, Opt. Express 23, 14744 (2015).
[Crossref]

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

2014 (5)

2013 (4)

2012 (4)

V. Petrov, Opt. Mater. 34, 536 (2012).
[Crossref]

F. Silva, P. K. Bates, A. Esteban-Martin, M. Ebrahim-Zadeh, and J. Biegert, Opt. Lett. 37, 933 (2012).
[Crossref]

A. Schliesser, N. Picqué, and T. W. Hänsch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
[Crossref]

J. Biegert, P. K. Bates, and O. Chalus, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. Ultrafast Sci. Technol., invited review paper, 18, 531 (2012).
[Crossref]

2011 (2)

2010 (2)

K. T. Zawilski, P. G. Schunemann, T. C. Pollak, D. E. Zelmon, N. C. Fernelius, and F. K. Hopkins, J. Cryst. Growth 312, 1127 (2010).
[Crossref]

S. A. Diddams, J. Opt. Soc. Am. B 27, B51 (2010).
[Crossref]

2009 (2)

O. Chalus, P. K. Bates, M. Smolarski, and J. Biegert, Opt. Express 17, 3587 (2009).
[Crossref]

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

2008 (3)

H. R. Reiss, Phys. Rev. Lett. 101, 043002 (2008).
[Crossref]

T. Popmintchev, M. Chen, O. Cohen, M. Grisham, J. Rocca, M. Murnane, and H. Kapteyn, Opt. Lett. 33, 2128 (2008).
[Crossref]

M. V. Frolov, N. L. Manakov, and A. F. Starace, Phys. Rev. Lett. 100, 173001 (2008).
[Crossref]

2007 (2)

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

C. Erny, K. Moutzouris, J. Biegert, D. Kühlke, F. Adler, A. Leitenstorfer, and U. Keller, Opt. Lett. 32, 1138 (2007).
[Crossref]

2004 (1)

2003 (2)

F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Top. Appl. Phys. 89, 458 (2003).
[Crossref]

B. Jean and T. Bende, Top. Appl. Phys. 89, 530 (2003).
[Crossref]

2002 (1)

A. Baltuska, T. Fuji, and T. Kobayashi, Phys. Rev. Lett. 88, 133901 (2002).
[Crossref]

2001 (1)

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

1999 (1)

J. Reichert, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Opt. Commun. 172, 59 (1999).
[Crossref]

1997 (2)

S. Woutersen, U. Emmerichs, and H. J. Bakker, Science 278, 658 (1997).
[Crossref]

G. Arisholm, J. Opt. Soc. Am. B 14, 2543 (1997).
[Crossref]

1996 (1)

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

Adler, F.

Agostini, P.

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

Alisauskas, S.

Ališauskas, S.

Andriukaitis, G.

Apolonski, A.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

T. Fuji, A. Apolonski, and F. Krausz, Opt. Lett. 29, 632 (2004).
[Crossref]

Arisholm, G.

Auguste, T.

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

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

Bakker, H. J.

S. Woutersen, U. Emmerichs, and H. J. Bakker, Science 278, 658 (1997).
[Crossref]

Balciunas, T.

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

G. Andriukaitis, T. Balciunas, S. Alisauskas, A. Pugzlys, A. Baltuska, T. Popmintchev, M. Chen, M. Murnane, and H. Kapteyn, Opt. Lett. 36, 2755 (2011).
[Crossref]

Baltuska, A.

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

G. Andriukaitis, T. Balciunas, S. Alisauskas, A. Pugzlys, A. Baltuska, T. Popmintchev, M. Chen, M. Murnane, and H. Kapteyn, Opt. Lett. 36, 2755 (2011).
[Crossref]

A. Baltuska, T. Fuji, and T. Kobayashi, Phys. Rev. Lett. 88, 133901 (2002).
[Crossref]

Baltuška, A.

Bates, P. K.

Baudisch, M.

Benabid, F.

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

Bende, T.

B. Jean and T. Bende, Top. Appl. Phys. 89, 530 (2003).
[Crossref]

Biegert, J.

F. Silva, S. Teichmann, S. L. Cousin, M. Hemmer, and J. Biegert, Nat. Commun. 6, 6611 (2015).
[Crossref]

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

M. Hemmer, D. Sánchez, M. Jelínek, V. Smirnov, H. Jelinkova, V. Kubeček, and J. Biegert, Opt. Lett. 40, 451 (2015).
[Crossref]

S. L. Cousin, F. Silva, S. Teichmann, M. Hemmer, B. Buades, and J. Biegert, Opt. Lett. 39, 5383 (2014).
[Crossref]

D. Sánchez, M. Hemmer, M. Baudisch, K. Zawilski, P. Schunemann, H. Hoogland, R. Holzwarth, and J. Biegert, Opt. Lett. 39, 6883 (2014).
[Crossref]

H. Hoogland, A. Thai, D. Sanchez, S. L. Cousin, M. Hemmer, M. Engelbrecht, J. Biegert, and R. Holzwarth, Opt. Express 21, 31390 (2013).
[Crossref]

M. Hemmer, M. Baudisch, A. Thai, A. Couairon, and J. Biegert, Opt. Express 21, 28095 (2013).
[Crossref]

F. Silva, P. K. Bates, A. Esteban-Martin, M. Ebrahim-Zadeh, and J. Biegert, Opt. Lett. 37, 933 (2012).
[Crossref]

J. Biegert, P. K. Bates, and O. Chalus, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. Ultrafast Sci. Technol., invited review paper, 18, 531 (2012).
[Crossref]

A. Thai, M. Hemmer, P. K. Bates, O. Chalus, and J. Biegert, Opt. Lett. 36, 3918 (2011).
[Crossref]

O. Chalus, P. K. Bates, M. Smolarski, and J. Biegert, Opt. Express 17, 3587 (2009).
[Crossref]

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

C. Erny, K. Moutzouris, J. Biegert, D. Kühlke, F. Adler, A. Leitenstorfer, and U. Keller, Opt. Lett. 32, 1138 (2007).
[Crossref]

Bock, M.

Brabec, T.

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

Buades, B.

Chalus, O.

J. Biegert, P. K. Bates, and O. Chalus, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. Ultrafast Sci. Technol., invited review paper, 18, 531 (2012).
[Crossref]

A. Thai, M. Hemmer, P. K. Bates, O. Chalus, and J. Biegert, Opt. Lett. 36, 3918 (2011).
[Crossref]

O. Chalus, P. K. Bates, M. Smolarski, and J. Biegert, Opt. Express 17, 3587 (2009).
[Crossref]

Chen, M.

Chua, C. F.

Cohen, O.

Corkum, P.

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

Cormier, E.

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

Couairon, A.

Cousin, S. L.

De Silvestri, S.

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

Diddams, S. A.

DiMauro, L. F.

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

Drescher, M.

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

Ebrahim-Zadeh, M.

Elsaesser, T.

Emmerichs, U.

S. Woutersen, U. Emmerichs, and H. J. Bakker, Science 278, 658 (1997).
[Crossref]

Engelbrecht, M.

Erny, C.

Esteban-Martin, A.

Fan, G.

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

Fernández, A.

Fernelius, N. C.

K. T. Zawilski, P. G. Schunemann, T. C. Pollak, D. E. Zelmon, N. C. Fernelius, and F. K. Hopkins, J. Cryst. Growth 312, 1127 (2010).
[Crossref]

Fill, E.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Flöry, T.

Fonnum, H.

Fourcade-Dutin, C.

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

Fried, A.

F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Top. Appl. Phys. 89, 458 (2003).
[Crossref]

Frolov, M. V.

M. V. Frolov, N. L. Manakov, and A. F. Starace, Phys. Rev. Lett. 100, 173001 (2008).
[Crossref]

Fuji, T.

T. Fuji, A. Apolonski, and F. Krausz, Opt. Lett. 29, 632 (2004).
[Crossref]

A. Baltuska, T. Fuji, and T. Kobayashi, Phys. Rev. Lett. 88, 133901 (2002).
[Crossref]

Gallmann, L.

B. W. Mayer, C. R. Phillips, L. Gallmann, and U. Keller, Opt. Express 22, 20798 (2014).
[Crossref]

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

Gerome, F.

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

Griebner, U.

Grisham, M.

Guandalini, A.

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

Haakestad, M. W.

Hänsch, T. W.

A. Schliesser, N. Picqué, and T. W. Hänsch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
[Crossref]

J. Reichert, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Opt. Commun. 172, 59 (1999).
[Crossref]

Heinzmann, U.

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

Hemmer, M.

Hentschel, M.

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

Holler, M.

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

Holzwarth, R.

Hoogland, H.

Hopkins, F. K.

K. T. Zawilski, P. G. Schunemann, T. C. Pollak, D. E. Zelmon, N. C. Fernelius, and F. K. Hopkins, J. Cryst. Growth 312, 1127 (2010).
[Crossref]

Jean, B.

B. Jean and T. Bende, Top. Appl. Phys. 89, 530 (2003).
[Crossref]

Jelínek, M.

Jelinkova, H.

Jovanovic, I.

I. Jovanovic, G. Xy, and S. Wandel, Phys. Proc. 52, 68 (2014).
[Crossref]

Kapteyn, H.

Karpowicz, N.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Keller, U.

B. W. Mayer, C. R. Phillips, L. Gallmann, and U. Keller, Opt. Express 22, 20798 (2014).
[Crossref]

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

C. Erny, K. Moutzouris, J. Biegert, D. Kühlke, F. Adler, A. Leitenstorfer, and U. Keller, Opt. Lett. 32, 1138 (2007).
[Crossref]

Kienberger, R.

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

Kobayashi, T.

A. Baltuska, T. Fuji, and T. Kobayashi, Phys. Rev. Lett. 88, 133901 (2002).
[Crossref]

Kolesik, M.

P. Whalen, P. Panagiotopoulos, M. Kolesik, and J. V. Moloney, Phys. Rev. A 89, 023850 (2014).
[Crossref]

Krausz, F.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

T. Fuji, A. Apolonski, and F. Krausz, Opt. Lett. 29, 632 (2004).
[Crossref]

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

Kubecek, V.

Kühlke, D.

Leitenstorfer, A.

Lilienfein, N.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Lippert, E.

Malevich, P.

Manakov, N. L.

M. V. Frolov, N. L. Manakov, and A. F. Starace, Phys. Rev. Lett. 100, 173001 (2008).
[Crossref]

Mayer, B. W.

Milosevic, N.

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

Moloney, J. V.

P. Whalen, P. Panagiotopoulos, M. Kolesik, and J. V. Moloney, Phys. Rev. A 89, 023850 (2014).
[Crossref]

Monmayrant, A.

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

Moutzouris, K.

Muller, H. G.

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

Murnane, M.

Nisoli, M.

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

Paasch-Colberg, T.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Panagiotopoulos, P.

P. Whalen, P. Panagiotopoulos, M. Kolesik, and J. V. Moloney, Phys. Rev. A 89, 023850 (2014).
[Crossref]

Paulus, G. G.

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

Pervak, V.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Pescher, M.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Petrov, V.

V. Petrov, Opt. Mater. 34, 536 (2012).
[Crossref]

Phillips, C. R.

Phua, P. B.

Picqué, N.

A. Schliesser, N. Picqué, and T. W. Hänsch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
[Crossref]

Pollak, T. C.

K. T. Zawilski, P. G. Schunemann, T. C. Pollak, D. E. Zelmon, N. C. Fernelius, and F. K. Hopkins, J. Cryst. Growth 312, 1127 (2010).
[Crossref]

Popmintchev, T.

Pronin, O.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Pugzlys, A.

Pugžlys, A.

Pupeza, I.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Reichert, J.

J. Reichert, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Opt. Commun. 172, 59 (1999).
[Crossref]

Reider, G. A.

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

Reiss, H. R.

H. R. Reiss, Phys. Rev. Lett. 101, 043002 (2008).
[Crossref]

Richter, D.

F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Top. Appl. Phys. 89, 458 (2003).
[Crossref]

Rocca, J.

Salières, P.

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

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

Sanchez, D.

Sánchez, D.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

M. Hemmer, D. Sánchez, M. Jelínek, V. Smirnov, H. Jelinkova, V. Kubeček, and J. Biegert, Opt. Lett. 40, 451 (2015).
[Crossref]

D. Sánchez, M. Hemmer, M. Baudisch, K. Zawilski, P. Schunemann, H. Hoogland, R. Holzwarth, and J. Biegert, Opt. Lett. 39, 6883 (2014).
[Crossref]

Schapper, F.

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

Schliesser, A.

A. Schliesser, N. Picqué, and T. W. Hänsch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
[Crossref]

Schunemann, P.

Schunemann, P. G.

K. T. Zawilski, P. G. Schunemann, T. C. Pollak, D. E. Zelmon, N. C. Fernelius, and F. K. Hopkins, J. Cryst. Growth 312, 1127 (2010).
[Crossref]

Schweinberger, W.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Seidel, M.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Silva, F.

Smirnov, V.

Smolarski, M.

Spielmann, C.

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

Starace, A. F.

M. V. Frolov, N. L. Manakov, and A. F. Starace, Phys. Rev. Lett. 100, 173001 (2008).
[Crossref]

Svelto, O.

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

Tan, L. H.

Tate, J.

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

Teichmann, S.

F. Silva, S. Teichmann, S. L. Cousin, M. Hemmer, and J. Biegert, Nat. Commun. 6, 6611 (2015).
[Crossref]

S. L. Cousin, F. Silva, S. Teichmann, M. Hemmer, B. Buades, and J. Biegert, Opt. Lett. 39, 5383 (2014).
[Crossref]

Thai, A.

Tittel, F. K.

F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Top. Appl. Phys. 89, 458 (2003).
[Crossref]

Udem, T.

J. Reichert, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Opt. Commun. 172, 59 (1999).
[Crossref]

Verhoef, A. J.

von Grafenstein, L.

Voronin, A. A.

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

Walmsley, I. A.

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

Wandel, S.

I. Jovanovic, G. Xy, and S. Wandel, Phys. Proc. 52, 68 (2014).
[Crossref]

Wei, Z.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Whalen, P.

P. Whalen, P. Panagiotopoulos, M. Kolesik, and J. V. Moloney, Phys. Rev. A 89, 023850 (2014).
[Crossref]

Witting, T.

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

Woutersen, S.

S. Woutersen, U. Emmerichs, and H. J. Bakker, Science 278, 658 (1997).
[Crossref]

Wyatt, A. S.

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

Xy, G.

I. Jovanovic, G. Xy, and S. Wandel, Phys. Proc. 52, 68 (2014).
[Crossref]

Zaïr, A.

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

Zawilski, K.

Zawilski, K. T.

K. T. Zawilski, P. G. Schunemann, T. C. Pollak, D. E. Zelmon, N. C. Fernelius, and F. K. Hopkins, J. Cryst. Growth 312, 1127 (2010).
[Crossref]

Zelmon, D. E.

K. T. Zawilski, P. G. Schunemann, T. C. Pollak, D. E. Zelmon, N. C. Fernelius, and F. K. Hopkins, J. Cryst. Growth 312, 1127 (2010).
[Crossref]

Zhang, J.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Zheltikov, A. M.

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

Znakovskaya, I.

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

Appl. Phys. Lett. (1)

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

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. Ultrafast Sci. Technol. (1)

J. Biegert, P. K. Bates, and O. Chalus, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. Ultrafast Sci. Technol., invited review paper, 18, 531 (2012).
[Crossref]

J. Cryst. Growth (1)

K. T. Zawilski, P. G. Schunemann, T. C. Pollak, D. E. Zelmon, N. C. Fernelius, and F. K. Hopkins, J. Cryst. Growth 312, 1127 (2010).
[Crossref]

J. Opt. Soc. Am. B (2)

Nat. Commun. (2)

F. Silva, S. Teichmann, S. L. Cousin, M. Hemmer, and J. Biegert, Nat. Commun. 6, 6611 (2015).
[Crossref]

T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A. A. Voronin, A. M. Zheltikov, F. Gerome, G. G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
[Crossref]

Nat. Photonics (2)

I. Pupeza, D. Sánchez, J. Zhang, N. Lilienfein, M. Seidel, N. Karpowicz, T. Paasch-Colberg, I. Znakovskaya, M. Pescher, W. Schweinberger, V. Pervak, E. Fill, O. Pronin, Z. Wei, F. Krausz, A. Apolonski, and J. Biegert, Nat. Photonics 9, 721 (2015).
[Crossref]

A. Schliesser, N. Picqué, and T. W. Hänsch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
[Crossref]

Nature (1)

M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, and F. Krausz, Nature 414, 509 (2001).
[Crossref]

Opt. Commun. (1)

J. Reichert, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Opt. Commun. 172, 59 (1999).
[Crossref]

Opt. Express (5)

Opt. Lett. (11)

Opt. Mater. (1)

V. Petrov, Opt. Mater. 34, 536 (2012).
[Crossref]

Phys. Proc. (1)

I. Jovanovic, G. Xy, and S. Wandel, Phys. Proc. 52, 68 (2014).
[Crossref]

Phys. Rev. A (2)

P. Whalen, P. Panagiotopoulos, M. Kolesik, and J. V. Moloney, Phys. Rev. A 89, 023850 (2014).
[Crossref]

T. Auguste, P. Salières, A. S. Wyatt, A. Monmayrant, I. A. Walmsley, E. Cormier, A. Zaïr, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, and U. Keller, Phys. Rev. A 80, 033817 (2009).
[Crossref]

Phys. Rev. Lett. (4)

H. R. Reiss, Phys. Rev. Lett. 101, 043002 (2008).
[Crossref]

A. Baltuska, T. Fuji, and T. Kobayashi, Phys. Rev. Lett. 88, 133901 (2002).
[Crossref]

M. V. Frolov, N. L. Manakov, and A. F. Starace, Phys. Rev. Lett. 100, 173001 (2008).
[Crossref]

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

Science (1)

S. Woutersen, U. Emmerichs, and H. J. Bakker, Science 278, 658 (1997).
[Crossref]

Top. Appl. Phys. (2)

F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Top. Appl. Phys. 89, 458 (2003).
[Crossref]

B. Jean and T. Bende, Top. Appl. Phys. 89, 530 (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 (4)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Layout of the OPCPA concept featuring an all-fiber seeder, a DFG stage, a 2 μm Ho:YLF pump laser, a chain of three consecutive ZGP OPAs, and a reflective grating-based compressor. HNLF, highly nonlinear fiber; NBF, narrow-bandwidth filter; Stretch., stretcher; PM, pick-off mirror; Comp., compressor. (b) Layout of the Ho:YLF CPA featuring a CVBG stretcher, a pulse picker, a ring regenerative amplifier, a single-pass cryogenically cooled booster amplifier, and a CVBG compressor. QWP, quarter-wave plate; CVBG, chirped volume Bragg grating; PC, Pockels cell; TFP, thin-film polarizer.

Fig. 2.
Fig. 2.

Spectrum of the mid-IR pulses amplified in the ZGP OPAs (black line, shaded) measured using a scanning monochromator and seed spectrum from the CSP DFG stage (gray line) measured with a Fourier transform infrared spectrometer. The spectral width of the OPCPA output at the 13.5% point is 1360 nm—corresponding to the 85 fs transform limit.

Fig. 3.
Fig. 3.

Autocorrelation trace from a background-free intensity autocorrelation. Shown are the compressed pulses (blue circle) with the best-fitted pulse shape, which is a Lorentzian profile (solid red line). The deconvolution results in a pulse duration of 180 fs. Measured spatial profile (inset) of the compressed pulse at the output of the OPCPA.

Fig. 4.
Fig. 4.

Graph shows the OPCPA output pulse energy measured single shot and over a period of 30 min. We find excellent stability corresponding to 2.5% rms.

Metrics