Том 33, номер 09, статья № 4

Прокопьев В. Е., Лубенко Д. М., Лосев В. Ф. Исследование пространственной структуры фемтосекундного лазерного пучка в области филамента при его аберрационной фокусировке в воздухе. // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 09. С. 685–689. DOI: 10.15372/AOO20200904.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Исследованы и проанализированы условия возникновения двух пучков накачки, распространяющихся под углом друг к другу, в которых формируются высоконаправленные пучки суперконтинуума белого цвета. Образование пучков происходит при аберрационной фокусировке фемтосекундного импульса излучения с длиной волны 940 нм. Показано, что механизм их образования связан с искажением волнового фронта пучка накачки при дифракции на плазме филамента и керровской самофокусировкой излучения. Продемонстрирована динамика развития этих пучков.

Ключевые слова:

ультракороткие лазерные импульсы, филаментация, лазерная плазма

Иллюстрации:
Список литературы:

1. 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; 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. 395–403.
2. Апексимов Д.В., Землянов А.А., Кабанов А.М., Степанов А.Н. Постфиламентационные световые каналы в воздухе // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 4. С. 291–295; Apeksimov D.V., Zemlyanov A.A., Kabanov A.M., Stepanov A.N. Post-filamentation light channels in air // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 5. P. 451–455.
3. Апексимов Д.В., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г., Ошлаков В.К. Управление характеристиками множественной филаментации фемтосекундных лазерных импульсов в воздухе // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 9. С. 717–725; Apeksimov D.V., Geints Yu.E., Zemlyanov A.A., Kabanov A.M., Matvienko G.G., Oshlakov V.K. Control of multiple filamentation of femtosecond laser pulses in air // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 01. P. 42–50.
4. Braun A., Korn G., Liu X., Du D., Squier J., Mourou G. Self-channeling of high-peak-power femtosecond laser pulses in air // Opt. Lett. 1995. V. 20, N 1. P. 73–75.
5. Wille H., Rodriguez M., Kasparian J., Mondelain D., Yu J., Mysyrowicz A., Sauerbrey A.R., Wolf J.-P., Wöste L. Teramobile: A mobile femtosecond-terawattlaser and detection system // Eur. Phys. J.: Appl. Phys. 2002. V. 20. P. 183–190.
6. Kasparian J., Rodriguez M., Mejean G., Yu J., Sal­mon E., Wille H., Bourayou R., Frey S., André Y.B., Mysyrowicz A., Sauerbrey A.R., Wolf J.P., Wöste L. White-light filaments for atmospheric analysis // Sci. 2003. V. 301, N 5629. P. 61–64.
7. Theberge F., Liu W., Luo Q., Chin S.L. Ultrabroadband continuum generated in air (down to 230 nm) using ultrashort and intense laser pulses // Appl. Phys. B. 2005. V. 80, N 2. P. 221–225.
8. Bejot P.O., Bonacina L., Extermann J., Moret M., Wolf J.-P., Ackermann R., Lascoux N., Salamé R., Salmon E., Kasparian J., Berge L., Champeaux S., Guet C., Blanchot N., Bonville O., Boscheron A.C.L., Canal P., Castaldi M., Hartmann O., Lepage C., Marmande L., Mazataud E., Mennerat G., Patissou L., Prevot V., Raffestin D., Ribolzi J. 32 TW atmospheric white-light laser // Appl. Phys. Lett. 2007. V. 90. 151106. Р. 1–3.
9. Méchain G., Couairon A., Franco M., Prade B., Mysyrowicz A. Organizing multiple femtosecond filaments in air // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93, N 3. P. 1–4.
10. Fibich G., Eisenmann Sh., Ilan B., Zigler A. Control of multiple filamentation in air // Opt. Lett. 2004. V. 29, N 15. P. 1772–1774.
11. Kamali Y., Sun Q., Daigle J.-F., Azarm A., Bernhardt J., Chin S.L. Lens tilting effect on filamentation and filament-induced fluorescence // Opt. Commun. 2009. V. 282, iss. 5. P. 950–954.
12. Alonso B, Borrego-Varillas R., Sola Í.J., Varela Ó., Villamarín A., Collados V.M., San Román J., Bueno J.M., Roso L. Enhancement of filamentation postcompression by astigmatic focusing // Opt. Lett. 2011. V. 36, N 19. P. 3867–3869.
13. Fu Y., Gao H., Chu W., Ni J., Xiong H., Xu H., Yao J., Zeng B., Liu W., Cheng Y., Xu Z., Chin S.L. Control of filament branching in air by astigmatically focused femtosecond laser pulses // Appl. Phys B. 2011. V. 103. P. 435–439.
14. Дергачев А.А., Ионин А.А., Кандидов В.П., Мокроусова Д.В., Селезнев Л.В., Синицын Д.В., Сунчугашева Е.С., Шленов С.А., Шустикова А.П. Плазменные каналы при филаментации в воздухе фемтосекундного лазерного излучения с астигматизмом волнового фронта // Квант. электрон. 2014. Т. 44, № 12. С. 1085–1093.
15. Апексимов Д.В., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г., Ошлаков В.К. Филаментация фемтосекундных лазерных импульсов в воздухе. Томск: ИОА СО РАН, 2017. 161 с.
16. Xu Z., Zhu X., Yu Y., Zhang N., Zhao J. Super-luminescent jet light generated by femtosecond laser pulses // Sci. Rep. 2014. V. 4. 3892. Р. 1–7.
17. Ivanov N.G., Losev V.F., Prokop’ev V.E., Sitnik K.A. Generation of a highly directional supercontinuum in the visible spectrum range // Opt. Commun. 2017. V. 387. P. 322–327.
18. Ivanov N.G., Losev V.F., Lubenko D.M., Prokopiev V.E., Sitnik K.A. Forming of supercontinuum in the visible upon filamentation of a femtosecond pulse in air // Proc. SPIE. 2017. V. 10228. Р. 1–9.
19. Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Влияние керровской нелинейности на филаментацию фемтосекундного импульса излучения в воздухе // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 3. С. 198–203; Ivanov N.G., Losev V.F. Kerr nonlinearity effect on femtosecond pulse radiation filamentation in air // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 4. P. 331–336.
20. Ivanov N.G., Losev V.F., Lubenko D.M., Prokop'ev V.E. Features of laser air filamentation at aberration focusing // Proc. SPIE. 2018. V. 10614. 06141D.
21. Theberge F., Liu W., Simard P.T., Becker A., Chin S.L. Plasma density inside a femtosecond laser filament in air: Strong dependence on external focusing // Phys. Rev. 2006. V. E74. P. 036406-1–7.