Том 32, номер 09, статья № 5

Аннотация:

Представлены результаты исследований по управлению характеристиками области множественной филаментации фемтосекундных лазерных импульсов на атмосферной трассе с помощью переменных начальной пространственной фокусировки, радиуса пучка и энергии импульса, а также структуры светового поля на начальной апертуре пучка.

Ключевые слова:

лазерное излучение, фемтосекундный импульс, самофокусировка, филаментация, постфиламентационный световой канал, биморфное деформируемое зеркало

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Mitrofanov A.V., Voronin A.A., Sidorov-Biryukov D.A., Pugžlys A., Stepanov E.A., Andriukaitis G., Flöry T., Ališauskas S., Fedotov A.B., Baltuška A., Zheltikov A.M. Mid-infrared laser filaments in the atmosphere // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 8368–8373.
2. Berge L., Skupin S., Nuter R., Kasparian J., Wolf J.-P. Ultrashort filaments of light in weakly ionized, optically transparent media // Rep. Prog. Phys. 2007. V. 70. P. 1633–1713.
3. Kasparian J., Rodriguez M., Méjean G., Yu J., Salmon E., Wille H., Bourayou R., Frey S., André Y.-B., Mysyrowicz A., Sauerbrey R., Wolf J.-P., Wöste L. White-light filaments for atmospheric analysis // Science. 2003. V. 301, N 7. P. 61–64.
4. Couairon A., Mysyrowicz A. Femtosecond filamentation in transparent media // Phys. Rep. 2007. V. 441. P. 47–189.
5. Chin S.L., Xu H.L., Luo Q., Théberge F., Liu W., Daigle J.F., Kamali Y., Simard P.T., Bernhardt J., Hosseini S.A., Sharifi M., Méjean G., Azarm A., Marceau C., Kosareva O., Kandidov V.P., Aközbek N., Becker A., Roy G., Mathieu P., Simard J.R., Châteauneuf M., Dubois J. Filamentation “remote” sensing of chemical and biological agents/pollutants using only one femtosecond laser source // Appl. Phys. B. 2009. V. 95, N 1. P. 1–12.
6. Mitrofanov A.V., Voronin A.A., Mitryukovskiy S.I., Sidorov-Biryukov D.A., Pugžlys A., Andriukaitis G., Flöry T., Stepanov E.A., Fedotov A.B., Baltuška A., Zheltikov A.M. Mid-infrared-to-mid-ultraviolet supercontinuum enhanced by third-to-fifteenth odd harmonics // Opt. Lett. 2015. V. 40, N 9. P. 2068–2071.
7. Geints Yu.E., Ionin A.A., Mokrousova D.V., Rizaev G.E., Seleznev L.V., Sunchugasheva E.S., Zemlyanov A.A. Energy, spectral, and angular properties of post-filamentation channels during propagation in air and condensed media // J. Opt. Soc. Am. 2019. V. 36, N 10. P. G19–G24.
8. Апексимов Д.В., Землянов А.А., Иглакова А.Н., Кабанов А.М., Кучинская О.И., Матвиенко Г.Г., Ошлаков В.К., Петров А.В. Глобальная самофокусировка и особенности множественной филаментации излучения субтераваттного титан-сапфирового лазера с сантиметровым диаметром выходной апертуры на 150-метровой трассе // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 9. С. 727–732.
9. Гейнц Ю.Э., Апексимов Д.В., Афонасенко А.В. Программно-вычислительный комплекс для анализа поперечных профилей лазерных пучков (профилометр): Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014616871 от 07.07.2014. Правообладатель: ИОА СО РАН (RU).
10. Апексимов Д.В., Землянов А.А., Иглакова А.Н., Кабанов А.М., Кучинская О.И., Матвиенко Г.Г., Ошлаков В.К., Петров А.В., Соколова Е.Б. Локализованные световые структуры с высокой интенсивностью при множественной филаментации фемтосекундного импульса титан-сапфирового лазера на воздушной трассе // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 11. С. 910–914.
11. Boyd R.W., Lukishova S.G., Shen Y.R., eds. Self-focusing: Past and Present. Fundamentals and Prospects. Berlin: Springer, 2009. 605 p.
12. Апексимов Д.В., Голик С.С., Землянов А.А., Иглакова А.Н., Кабанов А.М., Кучинская О.И., Матвиенко Г.Г., Ошлаков В.К., Петров А.В. Множественная филаментация коллимированного лазерного излучения в воде и стекле // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 11. С. 972–978.
13. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г., Степанов А.Н. Экспериментальные исследования филаментации мощного ультракороткого лазерного излучения с начальной геометрической расходимостью в воздухе // Квант. электрон. 2013. № 43, № 4. С. 350–356.
14. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Ионин А.А., Кудряшов С.И., Селезнев Л.В., Синицын Д.В., Сунчугашева Е.С. Особенности филаментации остросфокусированных ультракоротких лазерных импульсов в воздухе // Ж. эксперим. теор. физ. 2010. Т. 138, вып. 5. С. 822.
15. Ахманов С.А., Сухоруков А.П., Хохлов Р.В. Самофокусировка и дифракция света в нелинейной среде // Успехи физ. наук. 1967. № 93. С. 19–70.
16. Апексимов Д.В., Землянов А.А., Иглакова А.Н., Кабанов А.М., Кучинская О.И., Матвиенко Г.Г., Ошлаков В.К., Петров А.В. Множественная филаментация лазерных пучков различного диаметра в воздухе на трассе длиной 150 м // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 1. С. 51–55.
17. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. Численное моделирование самофокусировки и филаментации трубчатых лазерных пучков в воздухе // Оптика атмосф. и океана. 2013. T. 26, № 8. С. 647–653.
18. Grow T.D., Ishaaya A.A., Vuong L.T., Gaeta A.L. Collapse dynamics of super-Gaussian beams // Opt. Express. 2006. V. 14, iss. 12. P. 5468–5475.
19. Roskey D.E., Kolesik M., Moloney J.V., Wright E.M. Self-action and regularized self-guiding of pulsed Bessel-like beams in air // Opt. Express. 2007. V. 15. N 16. P. 9893–9907.
20. Компанец В.О., Чекалин С.В., Косарева О.Г., Григорьевский А.В., Кандидов В.П. Коническая эмиссия фемтосекундного лазерного импульса при фокусировке аксиконом в стекло K 108 // Квант. электрон. 2006. Т. 36, № 9. С. 821–824.
21. Panagiotopoulos P., Papazoglou D.G., Couairon A., Tzortzakis S. Sharply autofocused ring-Airy beams transforming into non-linear intense light bullets // Nat. Commun. 2013. V. 4. P. 2622–2628.
22. Hu Y., Nie J., Sun K., Dou X., Chen X., Wan L. Laser filamentation in air via Mathieu modulation: Ranging from trajectory-predesigned curved filament to quasi-soliton and ring light bullet // J. Mod. Opt. 2017. V. 64. P. 572–580.
23. Mills M., Christodoulides D., Kolesik M. Dressed optical filaments // Opt. Lett. 2013. V. 38. P. 25–27.
24. Geints Yu.E., Zemlyanov A.A. Regularities of femtosecond filamentation in the case of superposition of Gaussian and annular laser beams // Quant. Electron. 2017. V. 47, N 8. P. 722–729.
25. Kolesik M., Moloney J.V. Nonlinear optical pulse propagation simulation: From Maxwell’s to unidirectional equations // Phys. Rev. E. 2004. V. 70. 036604–08.
26. Couairon A., Brambilla E., Corti T., Majus D., de J. Ramırez-Gongora O., Kolesik M. Practitioner’s guide to laser pulse propagation models and simulation // Eur. Phys. J. Special Top. 2011. V. 199. P. 5–76.
27. Переломов А.М., Попов В.С., Терентьев М.В. Ионизация атомов в переменном электрическом поле // Ж. эксперим. теорет. физ. 1966. T. 50, № 5. C. 1393.
28. Землянов А.А., Булыгин А.Д., Гейнц Ю.Э., Минина О.В. Динамика световых структур при филаментации фемтосекундных лазерных импульсов в воздухе // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 5. С. 359–368.
29. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973.
30. Apeksimov D.V., Geints Yu.E., Zemlynov A.A., Kabanov A.M., Oshlakov V.K., Petrov A.V., Matvienko G.G. Controlling TW-laser pulse long-range filamentation in air by a deformable mirror // Appl. Opt. 2018. V. 57, N 34. P. 9760–9769.