ИСТИНА

Филаментация мощного фемтосекундного лазерного излучения сопровождается сверхуширением спектра (генерацией суперконтинуума). Это явление наблюдается в любых средах, однако в пионерской работе [Appl. Phys. B 91, 219] при распространении излучения в молекулярных газах обнаружено формирование в спектре инфракрасного крыла, смещающегося в стоксову область с расстоянием. Физическая природа этого явления в настоящее время не ясна, поэтому проект направлен на решение фундаментальной задачи о формировании и эволюции стоксова крыла в спектре импульса (850 нм и более) при филаментации излучения титан-сапфирового лазера (800 нм) в азоте и воздухе. Экспериментально и теоретически исследованы спектральные, временные и пространственные распределения интенсивности изучения в стоксовой части спектра. Изучено влияние параметров импульса (энергии, длительности, качества пучка M^2, поляризации и т.д.) на входе в нелинейную среду на стоксово крыло.

Экспериментальное исследование спектральных, пространственных и временных распределений инфракрасного крыла фемтосекундного лазерного импульса (80 ГВт, 50фс, 805 нм) в филаменте, формирующемся в молекулярных газах, показало, что это крыло ведет себя как рамановская световая пуля: распространяется в узком филаменте, имеет стабильную длительность 30 фс, а его спектр сдвигается как целое в стоксову область с 820 до 870 нм при увеличении длины распространения от 0 до 2 м. В экспериментах установлено, что частотно-угловой спектр суперконтинуума при филаментации фемтосекундного лазерного излучения представляет собой Y-волну: на оси филамента распространяется стоксова часть излучения (рамановская световая пуля), тогда как под углом к оси — анстистоксова. Разработана модель модель филаментации фемтосекундного излучения в молекулярных газах, основанная на полевом подходе и позволившая исследовать в вычислительном эксперименте стоксово крыло суперконтинуума. Его основные свойства находятся в адекватном согласии с обнаруженными в эксперименте: стоксово крыло распространяется вдоль оси филамента и смещается по спектру в стоксову область с расстоянием. Проведено теоретическое исследование дисперсии в плазменном канале филамента. При типичной плотности свободных электронов в филаменте (около 3 x 10^16 см^-3) характер дисперсии меняется с нормальной на аномальную.