В связи с техническими работами в центре обработки данных, возможность загрузки и скачивания файлов временно недоступна.
 

“Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики”НИР

Fundamental problems of laser physics and nonlinear optics

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа: Развиты квантовая и полуклассическая модели развития сверхбыстрой оптической нелинейности в диапазоне среднего ИК. Показано, что динамика ионизации, происходящая на времени в половину периода возбуждающего лазерного поля, является ключевым физическим фактором, контролирующим свойства оптической нелинейности как функции длины несущей волны и интенсивности возбуждающего лазерного поля. Обнаружен и исследован эффект кругового дихроизма излучения оптической второй гармоники в планарных хиральных метаматериалах, которые являются перспективными объектами с точки зрения возможности управления параметрами взаимодействующего с ними электромагнитного излучения. Экспериментально и теоретически исследовано четырехволновое смешение при филаментации в воздухе. Затравкой для смешения является инфракрасная рамановская пуля, взаимодействующая с излучением резервуара, а его результатом — синее крыло, распространяющееся на оси филамента. Получены новые знания о взаимосвязи структурных и оптических характеристик координационных соединений урана(VI) и лантанидов: обнаружен эффект аннигиляции возбужденных состояний комплексов урана(VI) при больших интенсивностях накачки; разработана методика определения парциальных концентраций комплексов урана(VI) в их смеси; установлены характеристики процесса сорбции европия(III) как химического аналога америция(III) на аморфных и кристаллических микрочастицах TiO2. Адиабатическое управление параметрами кноидальной волны оптическим солитоном с ортогональной поляризацией: Решение неинтегрируемой задачи адиабатического взаимодействия через точные решения интегрируемой вспомогательной задачи В адиабатическом приближение получено приближенное аналитическое решение неинтегрируемой задачи взаимодействия кноидальной волны с оптическим солитоном/бризером. Показано, что в рамках адиабатического приближения решение этой задачи сводится к серии простых перенормировок параметров в точных решениях интегрируемой вспомогательной задачи — несвязанных интегрируемых уравнений, описывающих независимое распространение тех же нелинейных волн в той же нелинейной среде в отсутствие взаимодействия. Разработаны новые схемы детектирования импульсного и непрерывного терагерцового излучения на основе параметрического преобразования частоты в нелинейно-оптических средах. Изучено влияние дисперсии газовой среды на пространственное распределение генерируемого терагерцового излучения Была разработана экспериментальная схема широкополосного параметрического усиления лазерного излучения при пикосекундной накачке для реализации широкополосной когерентной активной Рамановской спектроскопии газовых потоков и пламён, что позволяет измерять их температуру в реактивных и ракетных двигателях.
2 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа: Исследовано влияние динамической кривизны волнового фронта на плазменные каналы фемтосекундных лазерных филаментов в газах. Показано, что, изменяя суммарную оптическую толщину всех элементов проходной оптики, например, внося в пучок тонкую пластину из прозрачного диэлектрика, можно управлять длиной филаментов и плазменных каналов за счет смещения точки старта филаментации. Исследована динамика ударных волн и кавитационных пузырей, возникающих при распространении сфокусированного фемтосекундного лазерного излучения ближнего ИК диапазона, с мощностью, многократно превышающей критическую мощность самофокусировки в воде, сопровождающаяся образованием фемтосекундного филамента. Впервые показано, что при острой фокусировке высокоэнергичного лазерного импульса в воду в среде формируется суперфиламент – стабильная от импульса к импульсу структура, возникшая в результате взаимодействия отдельных филаментов. Каждая точка суперфиламента становится центром образования сферических ударных волн и кавитационных пузырей. На наносекундном масштабе по времени суперпозиция сферических ударных волн приводит к образованию одной контрастной цилиндрической ударной волны, а наложение друг на друга сферических кавитационных пузырей на микросекундном масштабе приводит к образованию одной протяженной области кавитации, чья эволюция значительно отличается от эволюции одного уединенного кавитационного пузыря, что в результате приводит к генерации струй против направления распространения лазерного излучения. Аберрации оптической системы приводят к образованию «горячих точек» интенсивности вдоль оптической оси. Они становятся центрами образования ударных волн и кавитационных пузырей. С увеличением энергии лазерного излучения в этих точках «зажигается» филамент, что, в свою очередь, приводит к образованию множественных пузырей с разным диаметром, а, значит, и с различной энергией. Исследовано влияние дисперсии на пространственно-временную трансформацию волнового пакета фемтосекундной длительности при фокусировке аксиконом. Предложен метод приближенного расчета эволюции гауссового волнового пакета, сфокусированного аксиконом в линейную диспергирующую среду. Введен параметр подобия, который позволяет оценить вклад материальной дисперсии на фокусное расстояние и энергетические характеристики формируемого Бессель-Гауссового пучка. Экспериментально исследованы зависимости эффективности генерации терагерцового и рентгеновского излучения при взаимодействии интенсивных лазерных импульсов короткой длительности с газокластерными струями аргона и смеси аргона и фреона для случая одночастоной накачки. Определены зависимости эффективности генерации от избыточного давления газа, создающего струю, от энергии и от длительности положительно и отрицательно чирпированных лазерных импульсов. Разработана методика характеризации высоколегированных полупроводниковых материалов с помощью возбуждения и анализа распространения поверхностных электромагнитных волн терагерцового диапазона частот. Проведено теоретическое исследование квазисинхронной генерации второй гармоники при нелинейной дифракции Рамана-Ната в двумерных нелинейных фотонных кристаллах с постоянной и чирпированной модуляцией квадратичной нелинейности. Его результаты совпадают с экспериментальными данными, полученными в Сибирском федеральном университете. Показано, что квадратичная зависимость фазы комплексного коэффициента отражения от проекции волнового вектора на границу раздела позволяет восстановить профиль монохроматического пучка, искаженный дифракцией на пути от источника до фотонного кристалла. Расстояние, на котором произойдет восстановление профиля отраженного пучка, можно ассоциировать с фокусным расстоянием. Исследовано существование в угловом спектре отражения фотонного кристалла с переменным периодом нескольких зон, которым соответствуют различные значения второй производной фазы комплексного коэффициента отражения и, следовательно, различные фокусные расстояния.
3 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа: Основные результаты: 1. Исследована пространственно-временная компрессия световых импульсов в газовой фазе. Показано, что это явление можно использовать для генерации субтераватных импульсов среднего инфракрасного (ИК) диапазона с длительностью в несколько оптических периодов поля. Достигнута пиковая мощность до 0.3 ТВт в 35 фс, одномодовом и практически дифракционно-ограниченном выходном излучении с центральной длиной волны 4 мкм. 2. Вариационным методом получена оценка критического значения параметра нелинейности для согласованной компрессии волнового пакета в пространстве и времени при распространении в среде с кубичной нелинейностью в условиях аномальной дисперсии групповой скорости. 3. Впервые получены и исследованы аналитические выражения, описывающие пространственное распределение поляризации светового поля в пучке на удвоенной частоте, отраженном от поверхности изотропной гиротропной среды, в случае, когда нормально падающий пучок основного излучения содержит сингулярность поляризации произвольного типа. 4. Теоретически показано формирование поляризационных сингулярностей при моделировании самофокусировки однородно эллиптически поляризованного пучка эллиптического сечения. Установлено, что сингулярности существуют на конечном диапазоне расстояний распространения, а потом происходит их сталкновение и аннигиляция. Построен и аналитически обоснован сценарий формирования сингулярностей в таких условиях. 5. Проведен теоретический анализ экспериментально наблюдаемого эффекта генерации эллиптически поляризованных гармоник высокого порядка при взаимодействии атомарных газовых сред с двухчастотным ортогонально поляризованным лазерным полем.
4 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа:
5 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа:
6 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа:
7 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа:
8 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа: Получены следующие важнейшие результаты: 1. Экспериментально зарегистрированы гармоники высокого порядка, генерируемые в плазме пробоя, образованной излучением суб-релятивисткой интенсивности у поверхности твердотельной мишени. 2. Исследовано спектральное уширение фемтосекундных лазерных импульсов в тонких диэлектриках и проанализирована возможность их временной компрессии. 3. Разработана методика спектрально временной характеризации сверхкоротких лазерных импульсов без внесения дополнительной фазы за счет распространения в измеритель- ной схеме. 4. Выполнен теоретический анализ пространственно-временной динамики взаимодействия мощных сверхкоротких импульсов с приповерх- ностной плазмой 5. Определены физические факторы, ограничивающие эф- фективность преобразования оптического излучения в терагерцовый (ТГц) диапазон методом оптического выпрямления (ОВ) сверхкоротких мульти- тераваттных лазерных импульсов в квадратично-нелинейных кристаллах большой площади.
9 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа: 1. Выполнено моделирование уравнений Максвелла-Власова для лазерно-индуцированной плазмы с использованием 2+3+1-мерного (две пространственные координаты, три координаты импульса частиц и одна временная координата) PIC-кода. 2. Показано, что нелинейная электродинамика лазерной плазмы позволяет реализовать необычное связанное состояние света и вещества, в котором аттосекундные релятивистские электронные пучки, инжектированные с поверхности индуцированного лазерным излучением плазменного зеркала, синхронизированы с аттосекундными оптическими импульсами, излучаемыми в ходе релятивистского взаимодействия лазерного излучения с плазмой. 3. При центральной длине волны лазерного импульса, лежащей в среднем инфракрасном диапазоне, такие цуги связанных аттосекундных электронных и оптических импульсов могут быть сгенерированы лазерными источниками с субтераваттным уровнем пиковой мощности, позволяя на существующих лабораторных лазерных системах, работающих в среднем ИК диапазоне, проводить исследования в схеме накачка – зондирование системы аттосекундный импульс – электронный пучок с беспрецедентно высоким временным разрешением.
10 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа:
11 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа:
12 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".