Using 100 TW laser pulses, we demonstrate that laser-induced nanometric particle generation in air increases much faster than the beam-averaged incident intensity. This increase is due to a contribution from the photon bath, which adds up with the previously identified one from the filaments and becomes dominant above 550 GW/cm2. It appears related to ozone formation via multiphoton dissociation of the oxygen molecules and demonstrates the critical need for further increasing the laser energy in view of macroscopic effects in laser-induced condensation.

1.
I.
Langmuir
,
Science
106
,
505
(
1947
).
2.
J.
Qiu
and
D.
Cressey
,
Nature (London)
453
,
970
(
2008
).
3.
US National Research Council
,
Critical Issues in Weather Modification Research
(
National Academies
,
Washington, DC
,
2003
).
4.
P.
Rohwetter
,
J.
Kasparian
,
K.
Stelmaszczyk
,
Z.
Hao
,
S.
Henin
,
N.
Lascoux
,
W. M.
Nakaema
,
Y.
Petit
,
M.
Queißer
,
R.
Salamé
,
E.
Salmon
,
L.
Wöste
, and
J.-P.
Wolf
,
Nat. Photonics
4
,
451
(
2010
).
5.
J.
Kasparian
,
M.
Rodriguez
,
G.
Méjean
,
J.
Yu
,
E.
Salmon
,
H.
Wille
,
R.
Bourayou
,
S.
Frey
,
Y.-B.
André
,
A.
Mysyrowicz
,
R.
Sauerbrey
,
J.-P.
Wolf
, and
L.
Wöste
,
Science
301
,
61
(
2003
).
6.
A.
Couairon
and
A.
Mysyrowicz
,
Phys. Rep.
44
,
47
(
2007
).
7.
L.
Bergé
,
S.
Skupin
,
R.
Nuter
,
J.
Kasparian
, and
J.-P.
Wolf
,
Rep. Prog. Phys.
70
,
1633
(
2007
).
8.
J.
Kasparian
and
J.-P.
Wolf
,
Opt. Express
16
,
466
(
2008
).
9.
S. L.
Chin
,
S. A.
Hosseini
,
W.
Liu
,
Q.
Luo
,
F.
Théberge
,
N.
Aközbek
,
A.
Becker
,
V. P.
Kandidov
,
O. G.
Kosareva
, and
H.
Schröder
,
Can. J. Phys.
83
,
863
(
2005
).
10.
P.
Béjot
,
J.
Kasparian
,
S.
Henin
,
V.
Loriot
,
T.
Vieillard
,
E.
Hertz
,
O.
Faucher
,
B.
Lavorel
, and
J.-P.
Wolf
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
103903
(
2010
).
11.
P.
Béjot
,
E.
Hertz
,
J.
Kasparian
,
B.
Lavorel
,
J.-P.
Wolf
, and
O.
Faucher
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
243902
(
2011
).
12.
M.
Rodriguez
,
R.
Bourayou
,
G.
Méjean
,
J.
Kasparian
,
J.
Yu
,
E.
Salmon
,
A.
Scholz
,
B.
Stecklum
,
J.
Eislöffel
,
U.
Laux
,
A. P.
Hatzes
,
R.
Sauerbrey
,
L.
Wöste
, and
J.-P.
Wolf
,
Phys. Rev. E
69
,
036607
(
2004
).
13.
Y.
Petit
,
S.
Henin
,
J.
Kasparian
, and
J.-P.
Wolf
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
021108
(
2010
).
14.
S.
Henin
,
Y.
Petit
,
P.
Rohwetter
,
K.
Stelmaszczyk
,
Z. Q.
Hao
,
W. M.
Nakaema
,
A.
Vogel
,
T.
Pohl
,
F.
Schneider
,
J.
Kasparian
,
K.
Weber
,
L.
Wöste
, and
J. P.
Wolf
,
Nat. Commun.
2
,
456
(
2011
).
15.
J. H.
Seinfeld
and
S. N.
Pandis
,
Atmospheric Chemistry and Physics – From Air Pollution to Climate Change
, 2nd ed. (
Wiley
,
Hoboken, New Jersey
,
2006
).
16.
F.
Yu
and
F. P.
Turco
,
J. Geophys. Res.
106
,
4797
, (
2001
).
17.
J.
Duplissy
,
M. B.
Enghoff
,
K. L.
Aplin
,
F.
Arnold
,
H.
Aufmhoff
,
M.
Avngaard
,
U.
Baltensperger
,
T.
Bondo
,
R.
Bingham
,
K.
Carslaw
,
J.
Curtis
,
A.
David
,
B.
Fastrup
,
S.
Gagné
,
F.
Hahn
,
R. G.
Harrison
,
B.
Kellett
,
J.
Kirkby
,
M.
Kulmala
,
L.
Laakso
,
A.
Laaksonen
,
E.
Lillestol
,
M.
Lockwood
,
J.
Mäkelä
,
V.
Makhmutov
,
N. D.
Marsh
,
T.
Nieminen
,
A.
Onnela
,
E.
Pedersen
,
J. O. P.
Pedersen
,
J.
Polny
,
U.
Reichl
,
J. H.
Seinfeld
,
M.
Sipilä
,
Y.
Stozhkov
,
F.
Stratmann
,
H.
Svensmark
,
J.
Svensmark
,
R.
Veenhof
,
B.
Verheggen
,
Y.
Viisanen
,
P. E.
Wagner
,
G.
Wehrle
,
E.
Weingartner
,
H.
Wex
,
M.
Wilhelmsson
, and
P. M.
Winkler
,
Atmos. Chem. Phys.
10
,
1635
(
2010
).
18.
F.
Yu
,
Atmos. Chem. Phys.
6
,
5193
(
2006
).
19.
S.
Henin
,
Y.
Petit
,
J.
Kasparian
,
J.-P.
Wolf
,
A.
Jochmann
,
S. D.
Kraft
,
S.
Bock
,
U.
Schramm
,
R.
Sauerbrey
,
W. M.
Nakaema
,
K.
Stelmaszczyk
,
P.
Rohwetter
,
L.
Wöste
,
C.-L.
Soulez
,
S.
Mauger
,
L.
Bergé
, and
S.
Skupin
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
100
,
77
(
2010
).
20.
A.
Langsdorf
, Jr.
,
Rev. Sci. Instrum.
10
,
91
(
1939
).
21.
J.
Kasparian
,
R.
Sauerbrey
, and
S. L.
Chin
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
71
,
877
(
2000
).
22.
A.
Becker
,
N.
Aközbek
,
K.
Vijayalakshmi
,
E.
Oral
,
C. M.
Bowden
, and
S. L.
Chin
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
73
,
287
(
2001
).
23.
Y.
Petit
,
S.
Henin
,
W. M.
Nakaema
,
P.
Béjot
,
A.
Jochmann
,
S. D.
Kraft
,
S.
Bock
,
U.
Schramm
,
K.
Stelmaszczyk
,
P.
Rohwetter
,
J.
Kasparian
,
R.
Sauerbrey
,
L.
Wöste
, and
J.-P.
Wolf
,
Phys. Rev. A
83
,
013805
(
2011
).
24.
K.
Yoshino
,
W. H.
Parkinson
,
K.
Ito
, and
T.
Matsui
,
J. Mol. Spec.
229
,
238
(
2005
).
25.
W.
Byers Brown
,
Chem. Phys. Lett.
235
,
94
(
1995
).
26.
J.
Yu
,
D.
Mondelain
,
J.
Kasparian
,
E.
Salmon
,
S.
Geffroy
,
C.
Favre
,
V.
Boutou
, and
J.-P.
Wolf
,
Appl. Opt.
42
,
7117
(
2003
).
27.
D. J.
Donaldson
,
C.
George
, and
V.
Vaida
,
Environ. Sci. Technol.
44
,
5321
(
2010
).
28.
G. J.
Frost
,
G. B.
Ellison
, and
V.
Vaida
,
J. Phys. Chem. A
103
,
10169
(
1999
).
29.
V.
Vaida
,
J. Chem. Phys.
135
,
020901
(
2011
).
You do not currently have access to this content.