Том 22, номер 02, статья № 3

Аннотация:

Представлены результаты исследований влияния самофокусировки мощного лазерного излучения фемтосекундной длительности на пространственную энергетическую структуру пучка. Приведены экспериментальные данные по поперечному распределению плотности энергии острофокусированного излучения Ti:Sa-лазера после его филаментации в атмосферном воздухе, и проведена их интерпретация на основе модели нелинейного уравнения Шредингера. Показано, что наилучшее согласие теории и эксперимента наблюдается при учете в теоретической модели изменения характера нелинейного отклика среды, реализующегося при высоких значениях интенсивности излучения в нелинейном фокусе пучка. Это выражается в смене физического механизма ионизации молекулы излучением с многофотонного на туннельный, в полной безынерционности керровской нелинейности и включении механизма ее насыщения за счет нелинейности среды более высокого порядка по полю.

Ключевые слова:

лазерное излучение, самофокусировка, филаментация, плазма, расходимость

Список литературы:

1. Ахманов С.А., Выслоух В.А., Чиркин А.С. Оптика фемтосекундных импульсов. М.: Наука, 1988. 312 с.
2. Багаев С.Н., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г., Пестряков Е.В., Степанов А.Н., Трунов В.И. Лабораторные и численные эксперименты по прохождению мощного лазерного фемтосекундного излучения через воздушную и капельную среды // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20. № 5. C. 413-419.
3. Zemlyanov A.A., Geints Yu.E. Zonal model of nonstationary self-focusing of femtosecond laser radiation in air: effective beam characteristics evolution // Europ. Phys. J. D. 2007. V. 42. N 1. P. 349-357.
4. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Спектральные, энергетические и угловые характеристики суперконтинуума, формируемого фемтосекундным лазерным излучением в воздухе // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20. № 1. С. 40-47.
5. Кандидов В.П., Косарева О.Г., Можаев Е.И., Тамаров М.П. Фемтосекундная нелинейная оптика атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13. № 5. С. 429-436.
6. Келдыш Л.В. Ионизация в поле сильной электромагнитной волны // Ж. эксперим. и теор. физ. 1964. Т. 47. Вып. 5. С. 1945-1956.
7. Talebpour A., Yang J., Chin S.L. Semi-empirical model for the rate of tunnel ionization of N2 and O2 molecule in an intense Ti:sapphire laser pulse // Opt. Commun. 1999. V. 163. N 1-3. P. 29-32.
8. Переломов А.М., Попов В.С., Терентьев М.В. Ионизация атомов в переменном электрическом поле // Ж. эксперим. и теор. физ. 1966. Т. 50. Вып. 5. С. 1393-1397.
9. Волкова Е.А., Попов А.М., Тихонова О.В. Нелинейный отклик молекулярной газовой среды, обусловленный ориентационными эффектами в поле интенсивного фемтосекундного лазерного импульса // Квант. электрон. 2004. Т. 34. № 3. С. 216-222.
10. Гольдберг В.Н., Таланов В.И., Эрм Р.Е. Самофокусировка аксиально-симметричных электромагнитных пучков // Изв. вузов. Радиофиз. 1967. Т. 10. № 5. С. 674-685.
11. Akozbek N., Bowden C.M., Talebpour A., Chin S.L. Femtosecond pulse propagation in air: variational analysis // Phys. Rev. E. 2000. V. 61. N 4. P. 4540-4549.
12. Mlejnek M., Wright E.M., Moloney J.V. Dynamics spatial replenishment of femtosecond pulses propagation in air // Opt. Lett. 1998. V. 23. N 5. P. 382-384.