ИСТИНА

Исследование закономерностей трансформации пространственно-временного распределения интенсивности и спектра фемтосекундного лазерного излучения с широким диапазоном перестраиваемых параметров в условиях динамического самоканалирования в прозрачном диэлектрике.

Предсказано и впервые зарегистрировано формирование последовательности "световых пуль" при динамическом самоканалировании фемтосекундного излучения на длине волны в области аномальной дисперсии групповой скорости. «Световые пули» представляют собой локализованные в пространстве и времени области с плотностью энергии 5х10^13 Вт/см2, их пиковая мощность близка к удвоенной мощности самофокусировки, длительность составляет около двух периодов оптических осцилляций. Согласно корреляционным измерениям в излучении на длине волны 1800 нм длительность световой пули при диаметре селектирующей диафрагмы 50 мкм составляет 13,5 фс. Локализация светового поля происходит вследствие самокомпрессии излучения в пространстве и времени при динамической фазовой самомодуляции излучения, вызванной керровской нелинейностью среды и нелинейностью наведенной лазерной плазмы. «Световые пули» являются короткоживущим 3D солитоном, формирующимся в объеме прозрачного диэлектрика при филаментации фемтосекундного излучения в условиях аномальной дисперсии групповой скорости и образуются как в спектрально ограниченных, так и фазомодулированных импульсах, как в гауссовых пучках, так и пучках Бессель-Гауссового профиля. Экспериментально, численно и аналитически исследована генерация широкополосного суперконтинуума и конической эмиссии при филаментации фемтосекундного излучения в плавленом кварце. Установлена связь процесса образования и распространения световых пуль с формированием частотно-углового спектра излучения, которое происходит вследствие фазовой самомодуляции светового поля в пространстве и во времени. Образование каждой световой пули сопровождается “выбросом” в спектр суперконтинуума коротковолновых компонент, которые возникают на заднем фронте пули при нелинейной модуляции фазы излучения в наведенной ею лазерной плазме. Новой является физическая интерпретация формирования спектра суперконтинуума, согласно которой антистоксов сдвиг в спектре не зависит от характера дисперсии групповой скорости и возрастает с увеличением порядка многофотонности процесса генерации лазерной плазмы в филаменте. Образование широкого минимума, отделяющего изолированное антистоксово крыло суперконтинуума от центральной длины волны, является результатом деструктивной интерференции генерируемого широкополосного излучения. Установлено, что фазовая модуляция фемтосекундного импульса позволяет управлять расстоянием до старта филаментации и шириной углового спектра суперконтинуума, изменение кривизны волнового фронта пучка при фокусировке аксиконом - управлять интервалами в последовательности световых пуль и связанных с ними плазменных каналов.