Том 26, номер 08, статья № 5

Аннотация:

Рассмотрена проблема нелинейного распространения в воздухе мощных фемтосекундных лазерных импульсов ближнего ИК-диапазона. На основе численного решения параксиального уравнения для огибающей поля оптической волны теоретически исследованы закономерности самофокусировки и филаментации трубчатых световых пучков, имеющих кольцеобразный поперечный профиль интенсивности, при широком варьировании их начальной угловой расходимости. Установлено, что участок филаментации таких пучков в сравнении с филаментацией гауссовского пучка равной мощности удален по трассе и характеризуется значительно большей протяженностью и плотностью свободных электронов лазерной плазмы. Путем изменения начальной угловой расходимости или ширины кольцевой области начального распределения интенсивности пучка возможно эффективно управлять положением и длиной световых филаментов по трассе распространения.

Ключевые слова:

самофокусировка, филаментация, ультракороткое лазерное излучение, профилированные пучки

Список литературы:

1. Yin J.-P., Gao W.-J., Wang H.-F., Long Q., Wang Y.-Z. Generations of dark hollow beams and their applications in laser cooling of atoms and all optical-type Bose-Einstein condensation // Chin. Phys. 2002. V. 11, N 11. P. 1157-1161.
2. Yin J.-P., Gao W.-J., Zhu Y. Generation of dark hollow beams and their applications // Progress in Optics. V. 44 (E. Wolf, ed., North-Holland, Amsterdam, 2003). P. 119-204.
3. Zhang Y., Ding B., Suyama T. Trapping two types of particles using a double-ring-shaped radially polarized beam // Phys. Rev. A. 2010. V. 81. 023831.
4. Азимов Б.С., Платоненко В.Т., Сагатов М.М. Об одном автомодельном решении, возникающем при самофокусировке кольцеобразных пучков // Квант. электрон. 1991. Т. 18, № 3. С. 323-325.
5. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. Закономерности нестационарной самофокусировки профилированных лазерных пучков. Усредненное описание // Оптика и спектроскопия. 2009. Т. 107, № 3. C. 461-467.
6. Fibich G., Sivan Y., Ehrlich Y., Louzon E., Fraenkel M., Eisenmann S., Katzir Y., Zigler A. Control of the collapse distance in atmospheric propagation // Opt. Express. 2006. V. 14, N 12. P. 4946-4957.
7. Апексимов Д.В., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г., Степанов А.Н. Филаментация негауссовских лазерных пучков с различной геометрической расходимостью на атмосферной трассе // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 11. С. 929-935.
8. Кандидов В.П., Шленов С.А., Косарева О.Г. Филаментация мощного фемтосекундного лазерного излучения // Квант. электрон. 2009. Т. 39, № 3. С. 205-228.
9. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г. Нелинейная фемтосекундная оптика атмосферы / Под общей ред. д.ф.-м.н., профессора А.А. Землянова. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2010. 212 с.
10. Geints Yu.E., Kabanov A.M., Zemlyanov A.A., Bykova E.E., Bukin O.A., Golik S.S. Kerr-driven nonlinear refractive index of air at 800 and 400 nm measured through femtosecond laser pulse filamentation // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99, iss. 18. P. 181114.
11. 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.
12. 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.
13. Власов В.Н., Петрищев В.А., Таланов В.И. Усредненное описание волновых пучков в линейных и нелинейных средах (метод моментов) // Изв. вузов. Радиофиз. 1971. Т. 14, № 9. С. 1353-1363.
14. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. Влияние пространственной фокусировки на характеристики филаментации фемтосекундного лазерного излучения в воздухе // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 4. С. 274-280.