![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Изучение новых физических явлений, возникающих при воздействии на вещество интенсивных сверхкоротких электромагнитных импульсов среднего инфракрасного (ИК) диапазона, является одной из наиболее интересных, актуальных и сложных задач современной оптической физики. На основе стремительного прогресса лазерной физики и нелинейной оптики становится возможным создание источников мощных сверхкоротких импульсов в среднем ИК-диапазоне. Однако задача генерации импульсов среднего ИК-диапазона длительностью около и менее одного периода поля до сих пор не решена. В рамках настоящего проекта предлагается выполнить обширную программу экспериментальных и теоретических исследований. Будут выполнены эксперименты по исследованию возможностей и физических сценариев формирования однопериодных импульсов среднего ИК-диапазона на основе нелинейно-оптического преобразования сверхкоротких лазерных импульсов в нелинейных средах. Планируется исследовать физические сценарии спектрального уширения импульсов среднего ИК-диапазона в режиме нормальной дисперсии с последующим сжатием импульсов путем компенсации нелинейного набега фазы, а также режимы самосжатия импульсов в режиме аномальной дисперсии.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 2 февраля 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Однопериодные импульсы среднего инфракрасного диапазона |
Результаты этапа: На первом этапе данного проекта были проведены исследования различных режимов компрессии сверхкоротких лазерных импульсов среднего инфракрасного диапазона (ИК) в арсениде галлия - полупроводниковом материале с высокой оптической нелинейностью. Получены экспериментальные результаты, указывающие на возможность эффективного сжатия микроджоулевых импульсов в диапазоне длин волн от 4 до 8 мкм до длительностей порядка одного периода поля на центральной длине волны. Достижение таких уровней коспрессии во многом стало возможным благодаря проведённой модификации лазерной системы, включающей в себя замену кристаллов в оптическом параметрическом усилителе и оптимизацию оптической схемы для достижения наилучших параметров пучков и относительных задержек взаимодействующих импульсов, необходимых для эффективной генерации исходных мощных сверхкоротких импульсов в диапазоне длин волн от 3 до 12 микрон. Провдены теоретические исследования, подкреплённые компьютерным моделированием, позволившие идентифицировать основные физические явления, определяющие процесс нелинейного преобразования излучения при его распространения в нелинейной среде. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Однопериодные импульсы среднего инфракрасного диапазона |
Результаты этапа: На втором этапе настоящего проекта был проведён теоретический анализ и моделирование лазерной системы, в состав которой входит оптический параметрический усилитель чирпированных импульсов для непосредственной генерации сверхкоротких импульсов длинноволновой области среднего инфракрасного спектрального диапазона с высокой пиковой мощностью. Определены наиболее подходящие нелинейные кристаллы и параметры системы для формирования лазерных импульсов длительностью менее двух периодов поля на центральной длине волны в диапазоне от 10 до 16 мкм. Моделирование нелинейно-оптического преобразования света выполнено на основе численного решения системы связанных уравнений для медленно меняющихся амплитуд с учётом дисперсионных свойств нелинейной среды высших порядков. Состоятельность и предсказательная сила использованной модели подтверждены путём моделирования лазерной системы с известными выходными параметрами. Также на втором этапе проекта были продолжены исследования режимов компрессии сверхкоротких лазерных импульсов среднего инфракрасного диапазона (ИК) в арсениде галлия - полупроводниковом материале с высокой оптической нелинейностью. Найдены условия, при которых совместное действие различных пространственных и временных нелинейных эффектов позволяет сформировать импульс предельно короткой длительности. На центральной длине волны 6,8 мкм, вблизи нуля дисперсии групповых скоростей арсенида галлия, был экспериментально зарегистрирован и охарактеризован лазерный импульс длительностью менее 20 фс, что составляет менее одного периода поля на центральной длине волны. Характеризация излучения в таком сильно-нестабильном режиме стала возможна благодаря проведённой дополнительной модернизации лазерной системы, состоящей в создании и добавлении в схему системы активной стабилизации положения лазерного пучка между различными каскадами усилителя. Стабилизация положения пучка позволила значительно уменьшить амплитуду флуктуаций выходной мощности излучения, вызванных медленным изменением параметров в схемах с несколькими последовательными каскадами нелинейно-оптического преобразования. | ||
3 | 10 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Однопериодные импульсы среднего инфракрасного диапазона |
Результаты этапа: Получена генерация импульсов длительностью около одного оптического периода среднего инфракрасного диапазона путём солитонной компрессии импульсов в халькогенидных волноводах. Проведен теоретический анализ физических процессов, лежащих в основе генерации импульсов длительностью менее одного оптического периода среднего инфракрасного диапазона. Будут выявлены физические механизмы солитонной компрессии импульсов рекордно короткой длительности. Исследованы границы области параметров лазерных импульсов, для которых возможен режим их компрессии в двух различных конфигурациях схемы компрессии: (i) солитонной самокомпрессии в халькогенидных волноводах и (ii) в гибридной схеме, включающей первым этапом солитонную самокомпрессию в халькогенидных волноводах и вторым этапом компенсацию фазового набега в диэлектриках с аномальной дисперсией. |
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".