ИСТИНА

Лазерные импульсы длительностью порядка одного цикла поля играют важную роль в современной фотонике, позволяя исследовать и контролировать электронную динамику физических процессов в веществе на беспрецедентно маленьких масштабах времени. В последнее время были продемонстрированы эффективные методы формирования предельно коротких импульсов в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах частот. Осуществить генерацию предельно коротких импульсов с большой спектральной шириной в среднем инфракрасном диапазоне «прямыми» методами сложно, поэтому они формируются за счет спектрально-временного преобразования относительно длинного исходного импульса с его последующим сжатием. В работе представлены результаты экспериментального исследования и численного моделирования компрессии сверхкоротких лазерных импульсов на длине волны 4–8 мкм в арсениде галлия. Исходное перестраиваемое по длине волны излучение формируется в процессе параметрического усиления импульсов от Ti:sapphire лазерной системы с последующей генерацией разностной частоты от сигнальной и холостой волн. Нелинейность арсенида галлия, прозрачного в среднем инфракрасном диапазоне, позволяет за счёт фазовой самомодуляции и пространственной самофокусировки эффективно преобразовывать спектр фемтосекундных импульсов с энергией в несколько микроджоулей. Высокая степень временной компрессии импульса до длительностей менее двух циклов поля была достигнута во всём исследуемом диапазоне длин волн в областях нормальной и аномальной дисперсии групповых скоростей арсенида галлия. При этом предельные длительности сформированных импульсов достигают величины менее одного цикла поля (менее 20 фс на длине волны 6.5 мкм). Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ (№14-22-02099, 14-29-07182, 15-02-07820).