Том 31, номер 07, статья № 3

Аннотация:

С использованием формализма дифракционно-лучевого представления нелинейного распространения импульсного лазерного излучения рассмотрены некоторые примеры визуализации филаментации мощных фемтосекундных лазерных импульсов в воздухе путем построения эволюционных трасс дифракционных лучей и световых трубок. Установлено, что филамент поддерживается световой энергией только той части пучка, которая находится в лучевой трубке с начальной пиковой мощностью, превышающей критическую мощность самофокусировки. Именно эта световая трубка и является энергетическим резервуаром филамента. Вся остальная – периферийная – часть пучка удерживает эту дифракционно-лучевую трубку, содержащую внутри филамент, путем формирования «дифракционного» волновода.

Ключевые слова:

фемтосекундные лазерные импульсы, самофокусировка, филаментация, дифракционный луч, дифракционно-лучевая трубка

Список литературы:

1. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Минина О.В. Дифракционно-лучевая оптика филаментации: I. Формализм дифракционных лучей и световых трубок // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 5. С. 364–372.
2. Раутиан С.Г. Квазилучевые трубки // Оптика и спектроскопия. 1999. Т. 87, № 3. С. 494–496.
3. Гершун. А.А. Избранные труды по фотометрии и светотехнике. М.: Физматгиз, 1958. 548 с.
4. Землянов А.А., Булыгин А.Д., Гейнц Ю.Э., Минина О.В. Динамика световых структур при филаментации ультракоротких лазерных импульсов в воздухе // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 5. С. 359–368; Zemlyanov A.A., Bulygin A.D., Geints Yu.E., Minina O.V. Dynamics of light structures during filamentation of femtosecond laser pulses in air // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 5. P. 395–404.
5. Self-focusing: Past and Present. Fundamentals and prospects // Topics in Applied Physics / R.W. Boyd, S.G. Lukishova, Y.R. Shen (eds.). Berlin: Springer, 2009. 605 p.
6. Mlejnek M., Wright E.M., Moloney J.V. Dynamic spatial replenishment of femtosecond pulses propagating in air // Opt. Lett. 1998. V. 23. P. 382–384.
7. Geints Yu.E., Zemlyanov A.A. Ring-Gaussian laser pulse filamentation in a self-induced diffraction waveguide // J. Opt. 2017. V. 19. P. 105502-1–105502-10.
8. Микаэлян А.Л. Оптические волноводы с переменным показателем преломления // Оптика и спектроскопия. 1978. Т. 44, вып. 2. С. 370–378.
9. Таланов В.И. О самофокусировке волновых пучков в нелинейных средах // Письма в ЖЭТФ. 1965. Т. 2. C. 218–222.
10. Liu W., Gravel J.-F., Theberge F., Becker A., Chin S.L. Background reservoir: Its crucial role for long-distance propagation of femtosecond laser pulses in air // Appl. Phys. B. 2005. V. 80. P. 857–860.
11. Siegman A.E. Defining and Measuring Laser Beam Quality // Solid State Lasers: New Developments and Applications. New York: Plenum Press, 1994. P. 13–28.
12. Geints Yu.E., Zemlyanov A.A. On the focusing limit of high-power femtosecond laser pulse propagation in air // Eur. Phys. J. D. 2009. V. 55. P. 745–754.
13. Fibich G., Gaeta A. Critical power for self-focusing in bulk media and in hollow waveguides // Opt. Lett. 2000. V. 25. P. 335–337.
14. Geints Yu.E., Ionin A.A., Mokrousova D.V., Seleznev L.V., Sinitsyn D.V., Sunchugasheva E.S. Zemlyanov A.A. High intensive light channels formation in post-filamentation region of ultrashort laser pulses in air // J. Opt. 2016. V. 18. P. 095503-1–095503-7.
15. Mechain G., Couairon A., Franco M., Prade B., Mysyrowicz A. Organizing multiple femtosecond filaments in air // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. P. 035003-1–035003-4.
16. Апексимов Д.В., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г., Ошлаков В.К., Степанов А.Н. Эффективные характеристики тераваттного фемтосекундного лазерного излучения на горизонтальной атмосферной трассе // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 11. С. 1006–1013; Apeksimov D.V., Geints Yu.E., Zemlyanov A.A., Kabanov A.M., Matvienko G.G., Oshlakov V.K., Stepanov A.N. Effective parameters of terawatt femtosecond laser radiation on a horizontal atmospheric path // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 24, N 2. P. 165–172.