ИСТИНА

В ходе выполнения проекта будут исследованы новые нелинейно-оптические процессы, возникающие при воздействии мощных сверхкоротких импульсов среднего инфракрасного (ИК) излучения на вещество, что приводит к генерации сверхкоротких импульсов электромагнитного излучения в уникально широкой полосе частот, простирающейся от СВЧ-диапазона до вакуумного ультрафиолета. Наблюдение и исследование таких процессов становится возможным благодаря появлению нового поколения лазерных источников мощных сверхкоротких импульсов среднего ИК-диапазона (такой источник имеется в распоряжении научной группы, и будет являться ключевым элементом экспериментальных исследований). Картина физического взаимодействия таких импульсов с веществом существенно отличается от хорошо изученных сценариев нелинейно-оптических процессов, происходящих в поле сверхкоротких импульсов видимого и ближнего ИК-диапазона. Масштабирование эффективности нелинейно-оптических процессов пропорционально квадрату длины волны (фактор “лямбда-квадрат”) позволит получить и исследовать излучение в сверхширокой полосе частот, охватывающей терагерцовый, субтерагерцовый, миллиметровый и СВЧ-диапазоны.

An experimental study and theoretical analysis of new nonlinear optical processes arising from the action of powerful ultrashort pulses of medium infrared (IR) radiation on a substance and leading to the generation of ultrashort pulses of electromagnetic radiation far beyond the optical range - in a uniquely wide frequency band extending from the microwave range to the vacuum ultraviolet region. The observation of such processes becomes possible due to the appearance of a new generation of laser sources of powerful ultrashort pulses of the mid-IR range. The picture of the physical interaction of such pulses with matter can differ significantly from well-studied scenarios of optical processes occurring in the field of ultrashort pulses of the visible and near infrared ranges.

На основе обширной программы экспериментальных и теоретических исследований будут выявлены и количественно описаны новые режимы кросс-диапазонных нелинейно-оптических взаимодействий сверхкоротких импульсов электромагнитного излучения, обеспечивающие эффективную генерацию сверхширокополосного, мультиоктавного и мультидекадного электромагнитного излучения (суперконтинуума) со спектром, простирающимся от СВЧ-диапазона до вакуумного ультрафиолета. - Сочетание методов прямой характеризации сверхкоротких импульсов в оптическом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазоне, автокорреляционного анализа в терагерцовом диапазоне, электрооптического сэмплинга в миллиметровом диапазоне, методик магнитного зондирования и радиолокации в СВЧ-диапазоне позволит развить эффективные методики количественной характеризации сверхуширенных, мультиоктавных и мультидекадных сверхкоротких импульсов электромагнитного поля. - Экспериментальные исследования и теоретический анализ с использованием суперкомпьютерного моделирования позволят выявить и количественно описать фундаментальные физические процессы, лежащие в основе сверхширокополосных оптических нелинейностей вещества, связанные с наводимой полем нелинейной поляризацией, фотоэлектронными токами, плазменными явлениями и пондеромоторным действием лазерного поля.