Россия
УДК 530.182 Нелинейные явления
УДК 551.510.42 Состав загрязнений или пыли в атмосфере
УДК 535.621.3 Контрастные цвета
ГРНТИ 29.31 Оптика
ГРНТИ 29.33 Лазерная физика
ОКСО 03.03.02 Физика
ББК 223 Физика
ТБК 6135 Оптика
BISAC TEC019000 Lasers & Photonics
Представлены результаты исследований филаментации фемтосекудных лазерных импульсов при наличии в начале трассы распространения слоя со случайно-неоднородным показателем преломления, формируемым потоком горячего воздуха, направленного перпендикулярно направлению распространения излучения. Показано, что данная методика принудительного инициирования неоднородностей в поперечной энергетической структуре лазерного пучка приводит к формированию высокоинтенсивных световых субпучков, которые, в отличие от слабоинтенсивных узких пучков, не «расплываются» на коротких дистанциях за счет большой дифракционной расходимости, а сохраняют малый диаметр, а следовательно и интенсивность на протяженных трассах, за счет реализации керровской нелинейности в среде. Такое предварительное сегментирование мощного лазерного излучения приводит к кратному увеличению количества высокоинтенсивных слаборасходящихся световых каналов, характерная интенсивность которых достаточна для реализации двухфотонного поглощения в объеме частиц аэрозоля, что в свою очередь существенно увеличивает величину регистрируемого по лидарной схеме сигнала флуоресценции. Кроме того показано, что сформированный в начале оптической трассы турбулентный слой позволяет повысить эффективность генерации из области филаментации ТГц излучения до 1.5 раз за счет формирования множества хаотично расположенных филаментов, являющихся результатом случайных возмущений энергетического профиля оптического пучка.
фемтосекундный лазерный импульс, турбулентность, лазерная филаментация, плазма, аэрозоль, двухфотонно-возбужденная флуоресценция, угловое распределение, генерация ТГц-излучения
1. J.-F. Daigle, G. M´ejean, W. Liu, F. Th´Eberge, H.L. Xu, Y. Kamali, J. Bernhardt, A. Azarm, Q. Sun, P. Mathieu, G. Roy, J.-R. Simard, S.L. Chin Long range trace detection in aqueous aerosol using remote filament-induced breakdown spectroscopy // Applied Physics B. 87. 2007. 749–754
2. L. Bergé, K. Kaltenecker, S. Engelbrecht, A. Nguyen, S. Skupin, L. Merlat, B. Fischer, B. Zhou, I. Thiele and P. U. Jepsen, “Terahertz spectroscopy from air plasmas created by two-color femtosecond laser pulses: The ALTESSE project,” EPL 126, 24001 (2019): https://doi.org/10.1209/0295-5075/126/24001.
3. Dmitry Apeksimov, Andrey Bulygin, Yuri Geints, Andrey Kabanov, Elena Khoroshaeva, and Alexei Petrov Statistical parameters of femtosecond laser pulse post-filament propagation on 65m air path with localized optical turbulence // Journal of the Optical Society of America B. 2022. https://doi.org/10.1364/JOSAB.473298.
4. Ke Bai, Yangjiuzhou Gou, and Xiao-Yu Peng Terahertz beam array generated by focusing two-color-laser pulses into air with a microlens array // AIP Advances 12, 095113 (2022); doi:https://doi.org/10.1063/5.0098771.
