Том 22, номер 11, статья № 3

Аннотация:

Представлены результаты экспериментов по изучению эволюции пространственного профиля и частотного спектра тераваттных ультракоротких импульсов Ti:Sa-лазера, распространяющихся на атмосферной трассе в режиме самофокусировки. Установлены зависимости энергетических характеристик лазерного излучения в плоскости приема от его начальной пиковой мощности. Установлена тенденция увеличения углового размера и спектральной ширины лазерного пучка при повышении его выходной мощности. Полученные закономерности качественно и количественно интерпретированы на основе численных расчетов, проведенных в рамках модели нестационарного самовоздействия ультракороткого светового импульса в воздухе. Выполнено сравнение полученных результатов с данными более ранних лабораторных экспериментов авторов по филаментации фокусированного лазерного фемтосекундного излучения.

Ключевые слова:

атмосфера, ультракороткий лазерный импульс, самофокусировка, филаментация, плазма, суперконтинуум

Список литературы:

1. Braun A., Korn G., Liu X., Du D., Squier J., Monrou G. Self-channeling of high-peak-power femtosecond laser pulses in air // Opt. Lett. 1995. V. 20. Iss. 1. P. 73-75.
2. Nibbering E.T.J., Curley P.F., Grillon G., Prade B.S., Franco M.A., Salin F., Mysyrowicz A. Conical emission from self-guided femtosecond pulses in air // Opt. Lett. 1996. V. 21. Iss. 1. P. 62-64.
3. Self-focusing: Past and Present. R.W. Boyd, S.G. Lukishova, Y.R. Shen, Eds. Springer-IQEC, 2009. 605 р.
4. Luo Q., Hosseini S.A., Liu W., Gravel J.-F., Kosareva O.G., Panov N.A., Akozbek N., Kandidov V.P., Roy G., Chin S.L. Effect of beam diameter on the propagation of intense femtosecond laser pulses // Appl. Phys. B. 2005. V. 80. N 1. P. 35-38.
5. Бочкарев Н.Н., Землянов А.А., Землянов Ал.А., Кабанов А.М., Карташов Д.В., Кирсанов А.В., Матвиенко Г.Г., Степанов А.Н. Экспериментальное исследование взаимодействия фемтосекундных лазерных импульсов с аэрозолем // Оптика атмосф. и океана. 2004. Т. 17.
№ 12. C. 971-975.
6. Mechain G., Amico C.D., Andre Y.-B., Tzortzakis S., Franco M., Prade B., Mysyrowicz A., Couairon A., Salmon E., Sauerbrey R. Range of plasma filaments created in air by a multi-terawatt femtosecond laser // Opt. Commun. 2005. V. 247. N 1-3. P. 171-180.
7. Couairon A., Myzyrowicz A. Femtosecond filamentation in transparent media // Phys. Reports. 2007. V. 441. N 2-4. P. 47-189.
8. Courvoisier F., Boutou V., Kasparian J., Salmon E., Mejean G., Yu J., Wolf J.-P. Ultraintense light filaments transmitted through clouds // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 83. N 2. P. 213-215.
9. Rodriguez M., Bourayou R., Mejean G., Kasparian J., Yu J., Salmon E., Scholz A., Stecklum B., Eisloffel J., Laux U., Hatzes A.P., Sauerbrey R., Woste L., Wolf J.-P. Kilometer-range nonlinear propagation of femtosecond laser pulses // Phys. Rev. E. 2004. V. 69. Iss. 3. P. 036607 (7 p.).
10. Rairoux P., Schillinger H., Niedermeier S., Rodriguez M., Ronneberger F., Sauerbrey R., Stein B., Waite D., Wedekind C., Wille H., Woste L. Remote sensing of the atmosphere using ultrashort laser pulses // Appl. Phys B. 2000. V. 71. N 4. P. 573-580.
11. 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. C. 40-47.
12. Матвиенко Г.Г., Веретенников В.В., Креков Г.М., Крекова М.М. Дистанционное зондирование атмосферных аэрозолей с использованием фемтосекундного лидара белого света. I. Численное моделирование // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16. № 12. C. 1107-1114.
13. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э., Апексимов Д.В. Рассеяние излучения суперконтинуума на сферических частицах при филаментации лазерного фемтосекундного импульса в воздушной среде // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19. № 7. С. 588-592.
14. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г., Степанов А.Н. Самовоздействие острофокусированного фемтосекундного лазерного излучения в воздухе в режиме филаментации. Лабораторные и численные эксперименты // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22. № 2. C. 119-125.
15. 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.
16. Kasparian J., Sauerbrey R., Chin S.L. The critical laser intensity of self-guided light filaments in air // Appl. Phys. B. 2000. V. 71. N 6. P. 877-879.
17. Brabec T., Krausz F. Nonlinear optical pulse propagation in the single-cycle regime // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 78. Iss. 17. P. 3282-3285.
18. 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.
19. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. Режим нестационарного самовоздействия острофокусированного мощного фемтосекундного лазерного импульса в воздухе // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21. № 9. С. 793-802.
20. Blow K.J., Wood D. Theoretical description of transient stimulated Raman scattering in optical fibers// IEEE J. Quantum Electron. 1989. V. 25. Iss. 12. P. 2665-2673.
21. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Эволюция эффективных характеристик лазерного излучения фемтосекундной длительности при самовоздействии в газовой среде // Оптика и спектроскопия. 2008. Т. 104. № 5. С. 853-865.
22. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Интегральные параметры мощного фемтосекундного лазерного излучения при филаментации в воздухе // Оптика атмосф. и океана. 2005. Т. 18.
№ 7. С. 574-579.