A system of precise pulse synchronization between a single-shot large-scale laser exploiting an acousto-optical modulator and a femtosecond high repetition rate laser is reported in this article. This opto-electronical system has been developed for synchronization of the sub-nanosecond kJ-class iodine photodissociation laser system (Prague Asterix Laser System—PALS) with the femtosecond 25-TW Ti:sapphire (Ti:Sa) laser operating at a repetition rate 1 kHz or 10 Hz depending on the required energy level of output pulses. At 1 kHz synchronization regime, a single femtosecond pulse of duration about 45 fs and a small energy less than 1 mJ are exploited as a probe beam for irradiation of a three-frame interferometer, while at 10 Hz repetition rate a single femtosecond pulse with higher energy about 7–10 mJ is exploited as a probe beam for irradiation of a two-channel polaro-interferometer. The synchronization accuracy ±100 ps between the PALS and the Ti:Sa laser pulses has been achieved in both regimes of synchronization. The femtosecond interferograms of laser-produced plasmas obtained by the three-frame interferometer and the femtosecond polarimetric images obtained by the two-frame polaro-interferometer confirm the full usefulness and correct functionality of the proposed method of synchronization.

1.
P.
Antici
,
S. N.
Chen
,
L.
Gremillet
,
T.
Grismayer
,
P.
Mora
,
P.
Audebert
, and
J.
Fuchs
,
Rev. Sci. Instrum.
81
,
113302
(
2010
).
2.
Q.
Hao
,
W.
Li
, and
H.
Zeng
,
Opt. Express
17
,
5815
(
2009
).
3.
M.
Divall
,
P.
Mutter
,
E. J.
Divall
, and
Ch. P.
Hauri
,
Opt. Express
23
,
29929
(
2015
).
4.
F.
Batysta
,
R.
Antipenkov
,
J. T.
Green
,
J. A.
Naylon
,
J.
Novak
,
T.
Mazanec
,
P.
Hribek
,
C.
Zervos
,
P.
Bakule
, and
B.
Rus
,
Opt. Express
22
,
30281
(
2014
).
5.
K.
Jungwirth
,
A.
Cejnarova
,
L.
Juha
,
B.
Kralikova
,
J.
Krasa
,
E.
Krousky
,
P.
Krupickova
,
L.
Laska
,
K.
Masek
,
T.
Mocek
,
M.
Pfeifer
,
A.
Prag
,
O.
Renner
,
K.
Rohlena
,
B.
Rus
,
J.
Skala
,
P.
Straka
, and
J.
Ullschmied
,
Phys. Plasmas
8
,
2495
(
2001
).
6.
A.
Kasperczuk
and
T.
Pisarczyk
,
Opt. Appl.
31
(
3
),
571
597
(
2001
).
7.
A.
Kasperczuk
,
T.
Pisarczyk
,
S.
Borodziuk
,
J.
Ullschmied
,
E.
Krousky
,
K.
Masek
,
K.
Rohlena
,
J.
Skala
, and
H.
Hora
,
Phys. Plasmas
13
,
062704
(
2006
).
8.
Ph.
Nicolai
,
V. T.
Tikhonchuk
,
A.
Kasperczuk
,
T.
Pisarczyk
,
S.
Borodziuk
,
K.
Rohlena
, and
J.
Ullschmied
,
Phys. Plasmas
13
,
062701
(
2006
).
9.
A.
Kasperczuk
,
T.
Pisarczyk
,
S.
Borodziuk
,
J.
Ullschmied
,
E.
Krousky
,
K.
Masek
,
M.
Pfeifer
,
K.
Rohlena
,
J.
Skala
, and
P.
Pisarczyk
,
Phys. Plasmas
14
,
032701
(
2007
).
10.
T.
Pisarczyk
,
A.
Kasperczuk
,
E.
Krousky
,
K.
Masek
,
R.
Miklaszewski
,
Ph.
Nicolai
,
M.
Pfeifer
,
P.
Pisarczyk
,
K.
Rohlena
,
K.
Stenc
,
J.
Skala
,
V.
Tikhonchuk
, and
J.
Ullschmied
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
49
,
B611
(
2007
).
11.
S.
Borodziuk
,
A.
Kasperczuk
,
T.
Pisarczyk
,
J.
Badziak
,
T.
Chodukowski
,
J.
Ullschmied
,
E.
Krousky
,
K.
Masek
,
M.
Pfeifer
,
K.
Rohlena
,
J.
Skala
, and
P.
Pisarczyk
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
231501
(
2009
).
12.
S.
Borodziuk
,
T.
Chodukowski
,
Z.
Kalinowska
,
A.
Kasperczuk
,
T.
Pisarczyk
,
J.
Ullschmied
,
E.
Krousky
,
M.
Pfeifer
,
K.
Rohlena
,
J.
Skala
, and
P.
Pisarczyk
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
231501
(
2011
).
13.
J.
Badziak
,
M.
Rosinski
,
S.
Jabłonski
,
T.
Pisarczyk
,
T.
Chodukowski
,
P.
Parys
,
P.
Raczka
,
E.
Krousky
,
J.
Ullschmied
,
R.
Liska
, and
M.
Kucharik
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
57
,
014007
(
2015
).
14.
S. Yu.
Gus’kov
,
N. N.
Demchenko
,
A.
Kasperczuk
,
T.
Pisarczyk
,
Z.
Kalinowska
,
T.
Chodukowski
,
O.
Renner
,
M.
Smid
,
E.
Krousky
,
M.
Pfeifer
,
J.
Skala
,
J.
Ullschmied
, and
P.
Pisarczyk
,
Laser Part. Beams
32
,
177
(
2014
).
15.
T.
Pisarczyk
,
S. Yu.
Gus’kov
,
Z.
Kalinowska
,
J.
Badziak
,
D.
Batani
,
L.
Antonelli
,
G.
Folpini
,
Y.
Maheut
,
F.
Baffigi
,
S.
Borodziuk
,
T.
Chodukowski
,
G.
Cristoforetti
,
N. N.
Demchenko
,
L. A.
Gizzi
,
A.
Kasperczuk
,
P.
Koester
,
E.
Krousky
,
L.
Labate
,
P.
Parys
,
M.
Pfeifer
,
O.
Renner
,
M.
Smid
,
M.
Rosinski
,
J.
Skala
,
R.
Dudzak
,
J.
Ullschmied
, and
P.
Pisarczyk
,
Phys. Plasmas
21
,
012708
(
2014
).
16.
D.
Batani
,
L.
Antonelli
,
S.
Atzeni
,
J.
Badziak
,
F.
Baffigi
,
T.
Chodukowski
,
F.
Consoli
,
G.
Cristoforetti
,
R.
De Angelis
,
R.
Dudzak
,
G.
Folpini
,
L.
Giuffrida
,
L. A.
Gizzi
,
Z.
Kalinowska
,
P.
Koester
,
E.
Krousky
,
M.
Krus
,
L.
Labate
,
T.
Levato
,
Y.
Maheut
,
G.
Malka
,
D.
Margarone
,
A.
Marocchino
,
J.
Nejdl
,
P.
Nicolai
,
T.
O’Dell
,
T.
Pisarczyk
,
O.
Renner
,
Y. J.
Rhee
,
X.
Ribeyre
,
M.
Richetta
,
M.
Rosinski
,
M.
Sawicka
,
A.
Schiavi
,
J.
Skala
,
M.
Smid
,
C.
Spindloe
,
J.
Ullschmied
,
A.
Velyhan
, and
T.
Vinci
,
Phys. Plasmas
21
,
032710
(
2014
).
17.
Ph.
Nicolai
,
C.
Stenz
,
A.
Kasperczuk
,
T.
Pisarczyk
,
D.
Klir
,
L.
Juha
,
E.
Krousky
,
K.
Masek
,
M.
Pfeifer
,
K.
Rohlena
,
J.
Skala
,
V.
Tikhonchuk
,
X.
Ribeyre
,
S.
Galera
,
G.
Schurtz
,
J.
Ullschmied
,
M.
Kalal
,
J.
Kravarik
,
P.
Kubes
,
P.
Pisarczyk
, and
T.
Schlegel
,
Phys. Plasmas
15
,
082701
(
2008
).
18.
V. T.
Tikhonchuk
,
Ph.
Nicolai
,
X.
Ribeyre
,
C.
Stenz
,
G.
Schurtz
,
A.
Kasperczuk
,
T.
Pisarczyk
,
L.
Juha
,
E.
Krousky
,
K.
Masek
,
M.
Pfeifer
,
K.
Rohlena
,
J.
Skala
,
J.
Ullschmied
,
M.
Kalal
,
D.
Klir
,
J.
Kravarik
,
P.
Kubes
, and
P.
Pisarczyk
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
50
,
124056
(
2008
).
19.
A.
Kasperczuk
,
T.
Pisarczyk
,
Ph.
Nicolai
,
Ch.
Stenz
,
V.
Tikhonchuk
,
M.
Kalal
,
J.
Ullschmied
,
E.
Krousky
,
K.
Masek
,
M.
Pfeifer
,
K.
Rohlena
,
J.
Skala
, and
P.
Pisarczyk
,
Laser Part. Beams
27
,
115
(
2009
).
20.
Ph.
Nicolaï
,
C.
Stenz
,
V.
Tikhonchuk
,
A.
Kasperczuk
,
T.
Pisarczyk
,
L.
Juha
,
E.
Krousky
,
K.
Masek
,
M.
Pfeifer
,
K.
Rohlena
,
J.
Skala
,
V.
Kmetik
,
J.
Ullschmied
,
M.
Kalal
,
D.
Klir
,
J.
Kravarik
,
P.
Kubes
,
K.
Rezac
,
P.
Pisarczyk
, and
E.
Tabakhoff
,
Phys. Plasmas
17
,
112903
(
2010
).
21.
H.
Baumhacker
,
G.
Brederlow
,
E.
Fill
,
R.
Volk
,
S.
Witkowski
, and
K. J.
Witte
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
61
,
325
(
1995
).
22.
J.
Hrebicek
,
B.
Rus
,
T.
Mocek
,
J.
Nejdl
,
J.
Polan
, and
M.
Peslo
,
Proc. SPIE
8080
,
80800U
(
2011
).
23.
G.
Brederlow
,
The High-Power Iodine Laser
(
Springer-Verlag
,
Berlin, Heidelberg, New York
,
1983
).
24.
T.
Pisarczyk
,
S. Yu.
Gus’kov
,
O.
Renner
,
N. N.
Demchenko
,
Z.
Kalinowska
,
T.
Chodukowski
,
M.
Rosinski
,
P.
Parys
,
M.
Smid
,
J.
Dostal
,
J.
Badziak
,
D.
Batani
,
L.
Volpe
,
E.
Krousky
,
R.
Dudzak
,
J.
Ullschmied
,
H.
Turcicova
,
J.
Hrebicek
,
T.
Medrik
,
M.
Pfeifer
,
J.
Skala
,
A.
Zaras-Szydlowska
,
L.
Antonelli
,
Y.
Maheut
,
S.
Borodziuk
,
A.
Kasperczuk
, and
P.
Pisarczyk
,
Laser Part. Beams
33
,
221
(
2015
).
25.
A.
Bartnik
,
P.
Wachulak
,
T.
Fok
,
Ł.
Wegrzynski
,
H.
Fiedorowicz
,
T.
Pisarczyk
,
W.
Skrzeczanowski
,
T.
Chodukowski
,
Z.
Kalinowska
,
R.
Dudzak
,
J.
Dostal
,
E.
Krousky
,
J.
Skala
,
J.
Ullschmied
,
J.
Hrebicek
, and
T.
Medrik
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
58
,
014009
(
2015
).
26.
A.
Bartnik
,
P.
Wachulak
,
T.
Fok
,
Ł.
Węgrzyński
,
H.
Fiedorowicz
,
T.
Pisarczyk
,
T.
Chodukowski
,
Z.
Kalinowska
,
R.
Dudzak
,
J.
Dostal
,
E.
Krousky
,
J.
Skala
,
J.
Ullschmied
,
J.
Hrebicek
, and
T.
Medrik
,
Phys. Plasmas
22
,
043302
(
2015
).
27.
D.
Margarone
,
A.
Velyhan
,
J.
Dostal
,
J.
Ullschmied
,
J. P.
Perin
,
D.
Chatain
,
S.
Garcia
,
P.
Bonnay
,
T.
Pisarczyk
,
R.
Dudzak
,
M.
Rosinski
,
J.
Krasa
,
L.
Giuffrida
,
J.
Prokupek
,
V.
Scuderi
,
J.
Psikal
,
M.
Kucharik
,
M.
De Marco
,
J.
Cikhardt
,
E.
Krousky
,
Z.
Kalinowska
,
T.
Chodukowski
,
G. A. P.
Cirrone
, and
G.
Korn
,
Phys. Rev. X
6
,
041030
(
2016
).
28.
T.
Pisarczyk
,
S. Yu.
Gus’kov
,
R.
Dudzak
,
T.
Chodukowski
,
J.
Dostal
,
N. N.
Demchenko
,
Ph.
Korneev
,
Z.
Kalinowska
,
M.
Kalal
,
O.
Renner
,
M.
Smid
,
S.
Borodziuk
,
E.
Krousky
,
J.
Ullschmied
,
J.
Hrebicek
,
T.
Medrik
,
J.
Golasowski
,
M.
Pfeifer
,
J.
Skala
, and
P.
Pisarczyk
,
Phys. Plasmas
22
,
102706
(
2015
).
29.
T.
Pisarczyk
,
S. Yu.
Gus’kov
,
O.
Renner
,
R.
Dudzak
,
J.
Dostal
,
N. N.
Demchenko
,
M.
Smid
,
T.
Chodukowski
,
Z.
Kalinowska
,
M.
Rosinski
,
P.
Parys
,
J.
Badziak
,
D.
Batani
,
S.
Borodziuk
,
L. A.
Gizzi
,
E.
Krousky
,
Y.
Maheut
,
G.
Cristoforetti
,
L.
Antonelli
,
P.
Koester
,
F.
Baffigi
,
J.
Ullschmied
,
J.
Hrebicek
,
T.
Medrik
,
M.
Pfeifer
,
J.
Skala
, and
P.
Pisarczyk
,
Laser Part. Beams
34
,
94
(
2016
).
You do not currently have access to this content.