Том 37, номер 11, статья № 12

Аннотация:

В последние годы бурно развиваются лазерные источники, создаваемые в воздушной лазерной плазме мощными фемтосекундными импульсами излучения. В настоящей работе представлены результаты исследования генерации когерентного излучения на ионах молекулярного азота в лазерной плазме при использовании двухцветной накачки на длинах волн 950 и 475 нм. Показано, что добавление излучения второй гармоники, длина волны которой расположена ближе к линиям генерации на N₂⁺ по сравнению с первой гармоникой, повышает интенсивность и стабильность излучения суперконтинуума, выступающего в качестве затравочного излучения для генерации. Такая накачка позволяет получать генерацию на новых линиях и управлять интенсивностью и спектральным составом генерации. Результаты исследования могут быть полезны для установления механизма(-ов) создания инверсии населенности в лазерной плазме на ионах молекулярного азота.

Ключевые слова:

двухцветная накачка, длина волны, генерация, первая и вторая гармоники, спектр, угол синхронизма, поляризация

Список литературы:

1. Wang T.-J., Ju J., Daigle J.-F., Yuan S., Li R., Chin S.L. Self-seeded forward lasing action from a femtosecond Ti:Sapphire laser filament in air // Laser Phys. Lett. 2013. V. 101. P. 25401. DOI: 10.1088/1612-2011/10/12/125401.
2. Ni J., Chu W., Jing C., Zhang H., Zeng B., Yao J., Li G., Xie H., Zhang C., Xu H., Chin S.L., Cheng Y., Xu Z. Identification of the physical mechanism of generation of coherent N₂ emissions in air by femtosecond laser excitation // Opt. Express. 2013. V. 21, N 7. P. 8746–8752. DOI: 10.1364/OE.21.008746.
3. Yao J., Li G., Jing C., Zeng B., Chu W., Ni J., Zhang H., Xie H., Zhang C., Li H., Xu H., Chin S.L., Cheng Y., Xu Z. Remote creation of coherent emissions in air with two-color ultrafast laser pulses // New J. Phys. 2013. V. 15, N 2. P. 023046. DOI: 10.1088/1367-2630/15/2/023046.
4. Liu Yi., Brelet Yohann, Point Guillaume, Houard Aurélien, Mysyrowicz André. Self-seeded lasing in ionized air pumped by 800 nm femtosecond laser pulses // Opt. Express. 2013. V. 21, N 19. P. 22791–22798. DOI: 10.1364/OE.21.022791.
5. Yao J., Zeng B., Xu H., Li G., Chu W., Ni J., Zhang H., Chin S.L., Cheng Y., Xu Z. High-brightness switchable multiwavelength remote laser in air // Phys. Rev. A. 2011. V. 84, N. 5. P. 051802. DOI: 10.1103/PhysRevA.84.051802.
6. Зятиков И.А., Иванов Н.Г., Лосев В.Ф., Прокопьев В.Е. Исследование спектрально-временных параметров сверхизлучения на ионах молекулярного азота в воздушном филаменте // Квант. электрон. 2019. Т. 49, № 10. С. 945–948. DOI: 10.1070/QEL17065.
7. Zyatikov I.A., Losev V.F., Lubenko D.M., Sandabkin E.A. Analysis of the active medium parameters of molecular nitrogen ions in ambient air // Opt. Lett. 2020. V. 45, N 23. P. 6518–6521. DOI: 10.1364/OL.403577.
8. Ivanov N.G., Zyatikov I.A., Losev V.F., Prokop’ev V.E. Temporal behavior of air lasing by molecular nitrogen ions // Opt. Commun. 2020. V. 456. P. 124573. DOI: 10.1016/j.optcom.2019.124.
9. Wang T.-J., Daigle J.-F., Ju J., Yuan S., Li R., Chin S.L. Forward lasing action at multiple wavelengths seeded by white light from a femtosecond laser filament in air // Phys. Rev. A. 2013. V. 88. P. 053429(1–5). DOI: 10.1103/PhysRevA.88.053429.
10. Wang S., Lötstedt E., Cao J., Fu Y., Zang H., Li H., Ando T., Iwasaki A., Yamanouchi K., Xu H. Population inversion in N₂⁺ by vibrationally mediated Rabi oscillation at 400 nm // Phys. Rev. A. 2021. V. 104. P. 032823. DOI: 10.1103/PhysRevA.104.032823.
11. Chen Y., Zhou C., Lu X., Xu L., Yuan Q., He S., Gong R., Zhang N., Wang Q., Huang S., Wu Y., Liu Y., Yao J. Influence of polarization ellipticity on N₂⁺ lasing in a strong laser field // Phys. Rev. A. 2024. V. 109. P. 053522. DOI: 10.1103/PhysRevA.109.053522.
12. Yao J., Chu W., Liu Z., Chen J., Xu B., Cheng Y. An anatomy of strong-field ionization-induced air lasing // Appl. Phys. B. 2018. V. 124, N 5. P. 73. DOI: 10.1007/s00340-018-6940-y.
13. Li G., Jing C., Zeng B., Xie H., Yao J., Chu W., Ni J., Zhang H., Xu H., Cheng Y., Xu Z. Signature of superradiance from a nitrogen-gas plasma channel produced by strong-field ionization // Phys. Rev. A. 2014. V. 89. P. 033833. DOI: 10.1103/PhysRevA.89.033833.
14. Lei M., Wu C., Liang Q., Zang A. The fast decay of ionized nitrogen molecules in laser filamentation investigated by a picosecond streak camera // J. Phys. B. Atom. Mol. Opt. Phys. 2017. V. 50. P. 145101. DOI: 10.1088/1361-6455/aa75f8.