High Power Laser Science and Engineering, Volume. 12, Issue 3, 03000e25(2024)

Distortions in focusing laser pulses due to spatio-temporal couplings: an analytic description

Klaus Steiniger1,2、*, Fabia Dietrich1,3, Daniel Albach1, Michael Bussmann1,2, Arie Irman1, Markus Loeser1, Richard Pausch1, Thomas Püschel1, Roland Sauerbrey1,2, Susanne Schöbel1,3, Ulrich Schramm1,3, Mathias Siebold1, Karl Zeil1, and Alexander Debus1
Author Affiliations
  • 1Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf, Dresden, Germany
  • 2CASUS – Center for Advanced Systems Understanding, Görlitz, Germany
  • 3Technische Universität Dresden, Dresden, Germany
  • show less
    References(46)

    [1] Z. Li, K. Tsubakimoto, H. Yoshida, Y. Nakata, N. Miyanaga. Appl. Phys. Express, 10, 102702(2017).

    [2] A. S. Pirozhkov, T. Z. Esirkepov, T. A. Pikuz, A. Y. Faenov, A. Sagisaka, K. Ogura, Y. Hayashi, H. Kotaki, E. N. Ragozin, D. Neely, J. K. Koga, Y. Fukuda, M. Nishikino, T. Imazono, N. Hasegawa, T. Kawachi, H. Daido, Y. Kato, S. V. Bulanov, K. Kondo, H. Kiriyama, M. Kando. Quantum Beam Sci., 2, 7(2018).

    [3] E. Porat, I. Cohen, A. Levanon, I. Pomerantz. Phys. Rev. Res., 4, L022036(2022).

    [4] A. Popp, J. Vieira, J. Osterhoff, Z. Major, R. Hörlein, M. Fuchs, R. Weingartner, T. P. Rowlands-Rees, M. Marti, R. A. Fonseca, S. F. Martins, L. O. Silva, S. M. Hooker, F. Krausz, F. Grüner, S. Karsch. Phys. Rev. Lett., 105, 215001(2010).

    [5] K. Zeil, J. Metzkes, T. Kluge, M. Bussmann, T. E. Cowan, S. D. Kraft, R. Sauerbrey, U. Schramm. Nat. Commun., 3, 874(2012).

    [6] J. P. Torres, M. Hendrych, A. Valencia. Adv. Opt. Photon., 2, 319(2010).

    [7] H. Vincenti, F. Quéré. Phys. Rev. Lett., 108, 113904(2012).

    [8] S. Zhang, D. Asoubar, R. Kammel, S. Nolte, F. Wyrowski. J. Opt. Soc. Am. A, 31, 2437(2014).

    [9] E. Block, J. Thomas, C. Durfee, J. Squier. Opt. Lett., 39, 6915(2014).

    [10] J.-C. Chanteloup, E. Salmon, C. Sauteret, A. Migus, P. Zeitoun, A. Klisnick, A. Carillon, S. Hubert, D. Ros, P. Nickles, M. Kalachnikov. J. Opt. Soc. Am. B, 17, 151(2000).

    [11] A. Debus, M. Bussmann, M. Siebold, A. Jochmann, U. Schramm, T. Cowan, R. Sauerbrey. Appl. Phys. B, 100, 61(2010).

    [12] K. Steiniger, M. Bussmann, R. Pausch, T. Cowan, A. Irman, A. Jochmann, R. Sauerbrey, U. Schramm, A. Debus. J. Phys. B, 47, 234011(2014).

    [13] K. Steiniger, D. Albach, M. Bussmann, M. Loeser, R. Pausch, F. Röser, U. Schramm, M. Siebold, A. Debus. Front. Phys., 6, 155(2019).

    [14] A. Debus, R. Pausch, A. Huebl, K. Steiniger, R. Widera, T. E. Cowan, U. Schramm, M. Bussmann. Phys. Rev. X, 9, 031044(2019).

    [15] J. Hebling, G. Almási, I. Z. Kozma, J. Kuhl. Opt. Express, 10, 1161(2002).

    [16] J. Hebling, K.-L. Yeh, M. C. Hoffmann, B. Bartal, K. A. Nelson. J. Opt. Soc. Am. B, 25, B6(2008).

    [17] D. E. Mittelberger, M. Thévenet, K. Nakamura, A. J. Gonsalves, C. Benedetti, J. Daniels, S. Steinke, R. Lehe, J.-L. Vay, C. B. Schroeder, E. Esarey, W. P. Leemans. Phys. Rev. E, 100, 063208(2019).

    [18] M. Thévenet, D. E. Mittelberger, K. Nakamura, R. Lehe, C. B. Schroeder, J.-L. Vay, E. Esarey, W. P. Leemans. Phys. Rev. Accel. Beams, 22, 071301(2019).

    [19] C. Zhu, J. Wang, Y. Li, J. Feng, D. Li, Y. He, J. Tan, J. Ma, X. Lu, Y. Li, L. Chen. Opt. Express, 28, 11609(2020).

    [20] A. Patel, Y. Svirko, C. Durfee, P. G. Kazansky. Sci. Rep., 7, 12928(2017).

    [21] G. Pretzler, A. Kasper, K. Witte. Appl. Phys. B, 70, 1(2000).

    [22] M. J. Greco, E. Block, A. K. Meier, A. Beaman, S. Cooper, M. Iliev, J. A. Squier, C. G. Durfee. Appl. Opt., 54, 9818(2015).

    [23] G. Pariente, V. Gallet, A. Borot, O. Gobert, F. Quéré. Nat. Photonics, 10, 547(2016).

    [24] A. Borot, F. Quéré. Opt. Express, 26, 26444(2018).

    [25] C. Dorrer. IEEE J. Selected Top. Quantum Electron., 25(2019).

    [26] S. W. Jolly, O. Gobert, F. Quéré. J. Opt., 22, 103501(2020).

    [27] O. E. Martinez. Opt. Commun., 59, 229(1986).

    [28] J. Hebling. Opt. Quantum Electron., 28, 1759(1996).

    [29] S. Akturk, X. Gu, P. Gabolde, R. Trebino. Opt. Express, 13, 8642(2005).

    [30] G. Zhu, J. van Howe, M. Durst, W. Zipfel, C. Xu. Opt. Express, 13, 2153(2005).

    [31] C. G. Durfee, M. Greco, E. Block, D. Vitek, J. A. Squier. Opt. Express, 20, 14244(2012).

    [32] A. Sharma. Appl. Phys. B, 126, 154(2020).

    [33] I. Prencipe, J. Fuchs, S. Pascarelli, D. W. Schumacher, R. B. Stephens, N. B. Alexander, R. Briggs, M. Büscher, M. O. Cernaianu, A. Choukourov, M. De Marco, A. Erbe, J. Fassbender, G. Fiquet, P. Fitzsimmons, C. Gheorghiu, J. Hund, L. G. Huang, M. Harmand, N. J. Hartley, A. Irman, T. Kluge, Z. Konopkova, S. Kraft, D. Kraus, V. Leca, D. Margarone, J. Metzkes, K. Nagai, W. Nazarov, P. Lutoslawski, D. Papp, M. Passoni, A. Pelka, J. P. Perin, J. Schulz, M. Smid, C. Spindloe, S. Steinke, R. Torchio, C. Vass, T. Wiste, R. Zaffino, K. Zeil, T. Tschentscher, U. Schramm, T. E. Cowan. High Power Laser Sci. Eng., 5, e17(2017).

    [34] E. Balogh, C. Zhang, T. Ruchon, J.-F. Hergott, F. Quere, P. Corkum, C. H. Nam, K. T. Kim. Optica, 4, 48(2017).

    [35] J. Couperus, R. Pausch, A. Köhler, O. Zarini, J. Krämer, M. Garten, A. Huebl, R. Gebhardt, U. Helbig, S. Bock, K. Zeil, A. Debus, M. Bussmann, U. Schramm, A. Irman. Nat. Commun., 8, 487(2017).

    [36] D. Levy, C. Bernert, M. Rehwald, I. A. Andriyash, S. Assenbaum, T. Kluge, E. Kroupp, L. Obst-Huebl, R. Pausch, A. Schulze-Makuch, K. Zeil, U. Schramm, V. Malka. New J. Phys., 22, 103068(2020).

    [37] J. J. Stamnes. Waves in Focal Regions: Propagation, Diffraction and Focusing of Light, Sound and Water Waves(1986).

    [38] U. Fuchs, U. D. Zeitner, A. Tünnermann. Opt. Express, 13, 3852(2005).

    [39] M. A. Porras, Z. L. Horvath, B. Major. Appl. Phys. B, 108, 521(2012).

    [40] I. Attia, E. Frumker. Opt. Express, 30, 12420(2022).

    [41] A. Siegmann. Lasers(1986).

    [42] A. Kostenbauder. IEEE J. Quantum Electron., 26, 1148(1990).

    [43] K. Steiniger, R. Widera, R. Pausch, A. Debus, M. Bussmann, U. Schramm. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 740, 147(2014).

    [44] S. Akturk, X. Gu, E. Zeek, R. Trebino. Opt. Express, 12, 4399(2004).

    [45] A. Federico, O. Martinez. Opt. Commun., 91, 104(1992).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    Klaus Steiniger, Fabia Dietrich, Daniel Albach, Michael Bussmann, Arie Irman, Markus Loeser, Richard Pausch, Thomas Püschel, Roland Sauerbrey, Susanne Schöbel, Ulrich Schramm, Mathias Siebold, Karl Zeil, Alexander Debus. Distortions in focusing laser pulses due to spatio-temporal couplings: an analytic description[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2024, 12(3): 03000e25

    Download Citation

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

    Category: Research Articles

    Received: Jul. 27, 2023

    Accepted: Dec. 8, 2023

    Published Online: Jul. 23, 2024

    The Author Email: Klaus Steiniger (k.steiniger@hzdr.de)

    DOI:10.1017/hpl.2023.96

    CSTR:32185.14.hpl.2023.96

    Topics