Поляризационные методы управления эффективностью преобразования оптического излучения в длинно- (ТГц) и коротко- (УФ и рентген) волновую области спектра в атомарных газах и наноструктурированных материалахНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Разработка алгоритмов и создание компьютерных программ для исследования поляризационных свойств гармоник высокого порядка и ТГц излучения, а также для исследования процессов отражения произвольно поляризованного УФ и ТГц излучения
Результаты этапа: Разработаны компьютерные программы для исследования частотно-угловых спектров отклика протяженной среды, взаимодействующей с последовательностью лазерных импульсов, в ТГц области Разработаны компьютерные программы по исследованию состояния поляризации генерируемого одиночным атомом и протяженной средой ТГц излучения. Проведены соответствующие численные расчеты по исследованию состояния поляризации генерируемых в процессе взаимодействия одиночного атома с последовательностью лазерных импульсов гармоник высокого порядка. Развиты алгоритмы для численного моделирования генерации гармоник, многоволнового смешения и параметрического преобразования оптического лазерного излучения с произвольным состоянием поляризации УФ и ТГц в диапазон излучения соответственно при взаимодействии этого излучения с нанорешетками в условиях возбуждения плазмонного резонанса.
2 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Проведение численных расчетов фотоэмиссионных спектров отклика атома и протяженных газовых сред при взаимодействии с последовательностью лазерных импульсов с различными временными профилями и состояниями поляризации с целью определения условий наибольшей эффективности преобразования и возможностей эффективного управления поляризационным состоянием гармоник.
Результаты этапа: Развита последовательная теория поляризационной зависимости высоких оптических гармоник отклика атома, взаимодействующего с высокоинтенсивными лазерными полями. Показано, что основной причиной эллиптичности высоких гармоник и ТГц излучения является тензорная зависимость атомного тока от взаимной ориентации углового момента атома и вектора напряженности лазерного поля. Развитая теория позволила объяснить физический механизм генерации эллиптически поляризованных гармоник атомарным газом Ne, при его взаимодействии с первой и второй ортогонально поляризованными гармониками Ti:Sa лазера. Теоретические расчеты продемонстрировали количественное согласование с полученными в эксперименте зависимостями. Исследованы поляризационные свойства ТГц излучения генерируемого в протяженной среде атомарного аргона при его взаимодействии с первой и второй линейно поляризованными гармониками Ti:Sa лазера, поляризации которых образуют ненулевой угол между собой. Разработаны новые компьютерные программы по расчету линейного отражения и эффективности нелинейно-оптических преобразований лазерного излучения, воздействующего на фотонный кристалл с экспоненциальной зависимостью периода от глубины в геометрии Брэгга. Проведено численное исследование влияния состояния поляризации падающего пучка на форму волнового фронта и положение отраженного пучка.
3 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Разработка алгоритмов и создание компьютерных программ для исследования поляризационных свойств гармоник высокого порядка и ТГц излучения, а также для исследования процессов отражения произвольно поляризованного УФ и ТГц излучения
Результаты этапа: За период выполнения проекта развита теория поляризационной зависимости различных спектральных компонент (высоких и низких гармоник и ТГц излучения) поля отклика атома, взаимодействующего с интенсивным многоцветным лазерным полем с произвольной поляризацией компонент. Развитая теория позволила объяснить генерацию эллиптически поляризованных гармоник высокого и низкого порядка, а также ТГц излучения атомарными газами при их взаимодействии с последовательностью фемтосекундных лазерных импульсов, образованных, линейно-поляризованными низшими гармониками лазера, причем угол между поляризациями компонент многочастотного лазерного поля варьировался в широких пределах. Изучена природа генерации эллиптически поляризованного излучения. Показано, что в случае одиночного атома можно выделить две основные причины эллиптичности отклика. Первая связана с зависимостью матричных элементов атомного тока от взаимной ориентации углового момента атома и вектора напряженности лазерного поля. Вторая обусловлена зависимостью коэффициентов системы уравнений для амплитуд населенности уровней от ориентации указанных векторов. Предложены новые методы управления состоянием поляризации генерируемого излучения. С целью развития методов управления оптическими пучками исследована зависимость амплитуды и фазы комплексного коэффициента отражения (ККО) от параметров квазипериодических фотонных кристаллов (ФК), период которых меняется по глубине. Развиты алгоритмы расчета задачи дифракции оптических пучков на фотонно-кристаллических структурах с экспоненциальной зависимостью периода от глубины. Развитый подход позволяет объяснить зависимость эффективности фокусировки отраженного пучка и его сдвиг относительно падающего пучка от параметров градиента периода фотонных кристаллов.

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".