High Power Laser Science and Engineering, Volume. 12, Issue 5, 05000e64(2024)

Drift-free, 11 fs pulse delay stability in dual-arm PW-class laser systems

Andrei B. Nazîru1,2, Ştefan Popa1,2, Ana-Maria Lupu1,2, Dan Gh. Matei1, Alice Dumitru1,2, Dmitrii Nistor1,3, Antonia Toma1, Lidia Văsescu1, Ioan Dăncuş1, Claudiu A. Stan4, and Daniel Ursescu1,2、*
Author Affiliations
  • 1Extreme Light Infrastructure - Nuclear Physics, National Institute for Physics and Nuclear Engineering - Horia Hulubei, Măgurele 077125, Romania
  • 2Doctoral School of Physics, University of Bucharest, Măgurele077125, Romania
  • 3Engineering and Applications of Lasers and Accelerators Doctoral School, National University of Sciences and Technology Politehnica Bucharest, Bucharest060042, Romania
  • 4Department of Physics, Rutgers University-Newark, Newark, New Jersey07102, USA
  • show less
    References(35)

    [1] J. W. Yoon, Y. G. Kim, I. Choi, J. H. Sung, H. W. Lee, S. K. Lee, C. H. Nam. Optica, 8, 630(2021).

    [2] A. Di Piazza, C. Müller, K. Z. Hatsagortsyan, C. H. Keitel. Rev. Mod. Phys., 84, 1177(2012).

    [3] A. Gonoskov, G. Blackburn, M. Marklund, S. S. Bulanov. Rev. Mod. Phys., 94, 045001(2022).

    [4] P. Zhang, S. S. Bulanov, D. Seipt, A. V. Arefiev, A. G. R. Thomas. Phys. Plasmas, 27, 050601(2020).

    [5] J. M. Cole, K. T. Behm, E. Gerstmayr, T. G. Blackburn, J. C. Wood, C. D. Baird, M. J. Duff, C. Harvey, A. Ilderton, A. S. Joglekar, K. Krushelnick, S. Kuschel, M. Marklund, P. McKenna, C. D. Murphy, K. Poder, C. P. Ridgers, G. M. Samarin, G. Sarri, D. R. Symes, A. G. R. Thomas, J. Warwick, M. Zepf, Z. Najmudin, S. P. D. Mangles. Phys. Rev. X, 8, 011020(2018).

    [6] K. Poder, M. Tamburini, G. Sarri, A. Di Piazza, S. Kuschel, C. D. Baird, K. Behm, S. Bohlen, J. M. Cole, J. Corvan, M. Duff, E. Gerstmayr, C. H. Keitel, K. Krushelnick, S. P. D. Mangles, P. McKenna, C. D. Murphy, Z. Najmudin, C. P. Ridgers, G. M. Samarin, D. R. Symes, A. G. R. Thomas, J. Warwick, M. Zepf. Phys. Rev. X, 8, 031004(2018).

    [7] C. A. Lindstrom. Phys. Rev. Accel. Beams, 24, 014801(2021).

    [8] S. Steinke, J. van Tilborg, C. Benedetti, C. G. R. Geddes, C. B. Schroeder, J. Daniels, K. K. Swanson, A. J. Gonsalves, K. Nakamura, N. H. Matlis, B. H. Shaw, E. Esarey, W. P. Leemans. Nature, 530, 190(2016).

    [9] J. Magnusson, A. Gonoskov, M. Marklund, T. Z. Esirkepov, J. K. Koga, K. Kondo, M. Kando, S. V. Bulanov, G. Korn, C. G. R. Geddes, C. B. Schroeder, E. Esarey, S. S. Bulanov. Phys. Rev. A, 100, 063404(2019).

    [10] J. Ferri, E. Siminos, T. Fülöp. Commun. Phys., 2, 40(2019).

    [11] B. King, A. Di Piazza, C. H. Keitel. Nat. Photonics, 4, 92(2010).

    [12] B. Kettle, D. Hollatz, E. Gerstmayr, G. M. Samarin, A. Alejo, S. Astbury, C. Baird, S. Bohlen, M. Campbell, C. Colgan, D. Dannheim, C. Gregory, H. Harsh, P. Hatfield, J. Hinojosa, Y. Katzir, J. Morton, C. D. Murphy, A. Nurnberg, J. Osterhoff, G. Pérez-Callejo, K. Poder, P. P. Rajeev, C. Roedel, F. Roeder, F. C. Salgado, G. Sarri, A. Seidel, S. Spannagel, C. Spindloe, S. Steinke, M. J. V. Streeter, A. G. R. Thomas, C. Underwood, R. Watt, M. Zepf, S. J. Rose, S. P. D. Mangles. New J. Phys., 23, 115006(2021).

    [13] C. J. Hooker, J. L. Collier, O. Chekhlov, R. Clarke, E. Divall, K. Ertel, B. Fell, P. Foster, S. Hancock, A. Langley, D. Neely, J. Smith, B. Wyborn. J. Phys. IV France, 133, 673(2006).

    [14] J. H. Sung, H. W. Lee, J. Y. Yoo, J. W. Yoon, C. W. Lee, J. M. Yang, Y. J. Son, Y. H. Jang, S. K. Lee, C. H. Nam. Opt. Lett., 42, 2058(2017).

    [15] T. J. Yu, S. K. Lee, J. H. Sung, J. W. Yoon, T. M. Jeong, J. Lee. Opt. Express, 20, 10807(2012).

    [16] M. Cerchez, R. Prasad, B. Aurand, A. L. Giesecke, S. Spickermann, S. Brauckmann, E. Aktan, M. Swantusch, M. Toncian, T. Toncian, O. Willi. High Power Laser Sci. Eng., 7, e37(2019).

    [17] L. Volpe, R. Fedosejevs, G. Gatti, J. A. Pérez-Hernández, C. Méndez, J. Apiñaniz, X. Vaisseau, C. Salgado, M. Huault, S. Malko, G. Zeraouli, V. Spina, A. Longman, D. De Luis, K. Li, O. Varela, E. García, I. Hernandez, J. D. Pisonero, J. G. Ajates, J. M. Alvarez, C. García, M. Rico, D. Arana, J. Hernández-Toro, L. Roso. High Power Laser Sci. Eng., 7, e25(2019).

    [18] E. Kroupp, S. Tata, Y. Wan, D. Levy, S. Smartsev, E. Y. Levine, O. Seemann, M. Adelberg, R. Piliposian, T. Queller, E. Segre, K. T. Phuoc, M. Kozlova, V. Malka. Matter Radiat. Extrem, 7, 044401(2022).

    [19] F. Lureau, G. Matras, O. Chalus, C. Derycke, T. Morbieu, C. Radier, O. Casagrande, S. Laux, S. Ricaud, G. Rey, A. Pellegrina, C. Richard, L. Boudjemaa, C. Simon-Boisson, A. Baleanu, R. Banici, A. Gradinariu, C. Caldararu, B. De Boisdeffre, P. Ghenuche, A. Naziru, G. Kolliopoulos, L. Neagu, R. Dabu, I. Dancus, D. Ursescu. High Power Laser Sci. Eng., 8, e43(2020).

    [20] C. Radier, O. Chalus, M. Charbonneau, S. Thambirajah, G. Deschamps, S. David, J. Barbe, E. Etter, G. Matras, S. Ricaud, V. Leroux, C. Richards, F. Lureau, A. Baleanu, R. Banici, A. Gradinariu, C. Caldararu, C. Capiteanu, A. Naziru, B. Diaconescu, V. Iancu, R. Dabu, D. Ursescu, I. Dancus, C. A. Ur, K. A. Tanaka, N. V. Zamfir. High Power Laser. Sci. Eng., 10, e21(2022).

    [21] J. Nees, A. Maksimchuk, G. Kalinchenko, B. X. Hou, Y. Ma, P. Campbell, A. McKelvey, L. Willingale, I. Jovanovic, C. Kuranz, A. Thomas, K. Krushelnick. , , , , , , , , , , , and , in 2020 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (), paper JW2B.9.(2020).

    [22] C. N. Danson, C. Haefner, J. Bromage, T. Butcher, J. C. F. Chanteloup, E. A. Chowdhury, A. Galvanauskas, L. A. Gizzi, J. Hein, D. I. Hillier, N. W. Hopps, Y. Kato, E. A. Khazanov, R. Kodama, G. Korn, R. X. Li, Y. T. Li, J. Limpert, J. G. Ma, C. H. Nam, D. Neely, D. Papadopoulos, R. R. Penman, L. J. Qian, J. J. Rocca, A. A. Shaykin, C. W. Siders, C. Spindloe, S. Szatmári, R. Trines, J. Q. Zhu, P. Zhu, J. D. Zuegel. High Power Laser Sci. Eng., 7, e54(2019).

    [23] P. T. Callahan, K. Safak, P. Battle, T. D. Roberts, F. X. Kärtner. Opt. Express, 22, 9749(2014).

    [24] N. Prakash, S. W. Huang, B. W. Li. Optica, 9, 717(2022).

    [25] R. A. Yang, M. H. Zhao, X. G. Jin, Q. Li, Z. Y. Chen, A. M. Wang, Z. G. Zhang. Optica, 9, 874(2022).

    [26] D. J. Corvan, T. Dzelzainis, C. Hyland, G. Nersisyan, M. Yeung, M. Zepf, G. Sarri. Opt. Express, 24, 3127(2016).

    [27] D. Kim, C. I. Hojbota, M. Mirzaie, S. K. Lee, K. Y. Kim, J. H. Sung, C. H. Nam. Rev. Sci. Instrum., 93, 113001(2022).

    [28] D. Meshulach, D. Yelin, Y. Silberberg. J. Opt. Soc. Am. B, 14, 2095(1997).

    [29] R. Shalloo, C. Arran, G. Cheung, L. Corner, J. Holloway, R. Walczak, S. Hooker, N. Booth, O. Chekhlov, C. Gregory. , , , , , , , , , and , “Measurement of femtosecond-scale drift and jitter of the delay between the North and South Beams of Gemini,” Central Laser Facility Annual Report #36 (Central Laser Facility, UK, 2015)..

    [30] Y. Wan, O. Seemann, S. Tata, I. A. Andriyash, S. Smartsev, E. Kroupp, V. Malka. Nat. Phys., 18, 1186(2022).

    [31] R. G. Ungureanu, G. V. Cojocaru, R. A. Banici, D. Ursescu. Opt. Express, 22, 15918(2014).

    [32] M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, M. Cammarata. Nat. Photonics, 7, 215(2013).

    [33] B. Brizard, A. Leblanc, S. Petit, J. C. Delagnes, É. Cormier, H. Ibrahim, F. Légaré, P. Lassonde. Opt. Express, 28, 35807(2020).

    [34] R. H. Sawicki. Proc. SPIE, 5341, 43(2004).

    [35] C. Thaury, F. Quéré, J. P. Geindre, A. Levy, T. Ceccotti, P. Monot, M. Bougeard, F. Reau, P. D'Oliveira, P. Audebert, R. Marjoribanks, P. H. Martin. Nat. Phys., 3, 424(2007).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    Andrei B. Nazîru, Ştefan Popa, Ana-Maria Lupu, Dan Gh. Matei, Alice Dumitru, Dmitrii Nistor, Antonia Toma, Lidia Văsescu, Ioan Dăncuş, Claudiu A. Stan, Daniel Ursescu. Drift-free, 11 fs pulse delay stability in dual-arm PW-class laser systems[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2024, 12(5): 05000e64

    Download Citation

    EndNote(RIS)BibTexPlain Text
    Save article for my favorites
    Paper Information

    Category: Letter

    Received: Oct. 18, 2023

    Accepted: Aug. 8, 2024

    Published Online: Nov. 19, 2024

    The Author Email: Daniel Ursescu (daniel.ursescu@eli-np.ro)

    DOI:10.1017/hpl.2024.54

    CSTR:32185.14.hpl.2024.54

    Topics