Table-top femtosecond soft X-ray laser by collisional ionization gating
Adrien Depresseux
(1)
,
Eduardo Oliva
(2)
,
Julien Gautier
(1)
,
F. Tissandier
(1)
,
J. Nejdl
(3)
,
M. Kozlova
(3)
,
G. Maynard
(2)
,
Agustin Lifschitz
(4)
,
Amar Tafzi
(1)
,
Jean-Philippe Goddet
(1)
,
T. Kim
(5, 6)
,
S. Jacquemot
(7, 8)
,
Victor Malka
(4)
,
Kim Ta Phuoc
(1)
,
C. Thaury
(1)
,
Pascal Rousseau
(1)
,
Gregory Iaquaniello
(1)
,
Thierry Lefrou
(1)
,
Alessandro Flacco
(1)
,
B. Vodungbo
(9)
,
Guillaume Lambert
(1)
,
Antoine Rousse
(1)
,
Philippe Zeitoun
(1)
,
Stéphane Sebban
(1)
1
LOA -
Laboratoire d'optique appliquée
2 LPGP - Laboratoire de physique des gaz et des plasmas
3 CAS - Czech Academy of Sciences [Prague]
4 SPL - Sources compactes de Particules pour Lasers & Applications
5 GIST - Gwangju Institute of Science and Technology
6 IBS, Ctr Relativist Laser Sci, Gwangju 500712, South Korea
7 DAM/DIF - DAM Île-de-France
8 LULI - Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses
9 INSP - Institut des Nanosciences de Paris
2 LPGP - Laboratoire de physique des gaz et des plasmas
3 CAS - Czech Academy of Sciences [Prague]
4 SPL - Sources compactes de Particules pour Lasers & Applications
5 GIST - Gwangju Institute of Science and Technology
6 IBS, Ctr Relativist Laser Sci, Gwangju 500712, South Korea
7 DAM/DIF - DAM Île-de-France
8 LULI - Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses
9 INSP - Institut des Nanosciences de Paris
Eduardo Oliva
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1166341
- IdHAL : eduardo-oliva
- ORCID : 0000-0003-2284-0927
F. Tissandier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4398
- IdHAL : ftissandier
- IdRef : 16036647X
Agustin Lifschitz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4338
- IdHAL : lifschitz-agustin
- IdRef : 190871962
Jean-Philippe Goddet
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4337
- IdHAL : jean-philippe-goddet
- IdRef : 147945127
S. Jacquemot
- Fonction : Auteur
- PersonId : 178160
- IdHAL : sylvie-jacquemot
- ORCID : 0000-0001-8342-4172
- IdRef : 167554727
Victor Malka
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4336
- IdHAL : victor-malka
- ORCID : 0000-0002-0488-2587
- IdRef : 108077799
Kim Ta Phuoc
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4413
- IdHAL : kim-ta-phuoc
- IdRef : 076337030
C. Thaury
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4363
- IdHAL : cedric-thaury
- ORCID : 0000-0002-6537-8392
- IdRef : 134340183
Alessandro Flacco
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4348
- IdHAL : alessandro-flacco
- ORCID : 0000-0003-0067-4155
- IdRef : 200222260
B. Vodungbo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4340
- IdHAL : boris-vodungbo
- ORCID : 0000-0002-0168-9343
- IdRef : 130370444
Guillaume Lambert
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4339
- IdHAL : guillaume-lambert
- IdRef : 129226882
Antoine Rousse
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4344
- IdHAL : antoine-rousse
- ORCID : 0000-0003-0885-9285
- IdRef : 076337170
Philippe Zeitoun
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4358
- IdHAL : philippe-zeitoun
- IdRef : 08195574X
Stéphane Sebban
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4406
- IdHAL : stephane-sebban
- IdRef : 095683410
Résumé
The advent of X-ray free-electron lasers has granted researchers an unprecedented access to the
ultrafast dynamics of matter on the nanometre scale(1-3). Aside from being compact, seeded
plasma-based soft X-ray lasers (SXRLs) turn out to be enticing as photon-rich(4) sources (up to 10(15)
per pulse) that display high-quality optical properties(5,6). Hitherto, the duration of these sources was
limited to the picosecond range(7), which consequently restricts the field of applications. This bottleneck
was overcome by gating the gain through ultrafast collisional ionization in a high-density plasma
generated by an ultraintense infrared pulse (a few 10(18) W cm(-2)) guided in an optically pre-formed
plasma waveguide. For electron densities that ranged from 3 x 10(18) cm(-3) to 1.2 x 10(20) cm(-3), the
gain duration was measured to drop from 7 ps to an unprecedented value of about 450 fs, which paves
the way to compact and ultrafast SXRL beams with performances previously only accessible in
large-scale facilities.