Московский физико-технический институт
Институт оптики атмосферы им. В.Е.Зуева СО РАН
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Московский физико-технический институт
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Институт оптики атмосферы им. В.Е.Зуева СО РАН
УДК 530.182 Нелинейные явления
ГРНТИ 29.33 Лазерная физика
ОКСО 03.04.02 Физика
ББК 223 Физика
ТБК 6135 Оптика
BISAC TEC019000 Lasers & Photonics
В данной работе изучается генерация второй гармоники при филаментации фемтосекундных лазерных импульсов в воздухе. Анализируя пространственные и спектральные характеристики второй гармоники, мы выявляем ключевые факторы, влияющие на ее генерацию, включая энергию лазерного импульса, условия фокусировки и давление воздуха. Численное моделирование подтверждает экспериментальные наблюдения, показывая эффективность генерации второй гармоники ~10−10.
филаментация, генерация второй гармоники, пространственное распределение, спектральные характеристики.
1. Chin S. L. et al. The propagation of powerful femtosecond laser pulses in optical media: physics, applications, and new challenges // Canadian journal of physics. – 2005. – Т. 83. – №. 9. – С. 863-905.
2. Couairon A., Mysyrowicz A. Femtosecond filamentation in transparent media // Physics reports. – 2007. – Т. 441. – №. 2-4. – С. 47-189.
3. Houard A. et al. Laser-guided lightning // Nature photonics. – 2023. – Т. 17. – №. 3. – С. 231-235.
4. Houard A., Mysyrowicz A. Femtosecond laser filamentation and applications // Light Filaments: Structures, challenges and applications. – 2021. – С. 11-30.
5. Blanchard V. P. et al. Characterization of a Femtosecond Plasma Filament in Air by fs/ps Hybrid Coherent Anti-Stokes Raman Scattering // AIAA SCITECH 2025 Forum. – 2025. – С. 1392.
6. Qi P. et al. Sensing with femtosecond laser filamentation // Sensors. – 2022. – Т. 22. – №. 18. – С. 7076.
7. Skupin S., Bergé L. Supercontinuum generation of ultrashort laser pulses in air at different central wavelengths // Optics communications. – 2007. – Т. 280. – №. 1. – С. 173-182.
8. Aközbek N. et al. Third-Harmonic Generation and Self-Channeling in Air Using High-Power Femtosecond Laser Pulses // Physical review letters. – 2002. – Т. 89. – №. 14. – С. 143901.
9. Sun W., Wang X., Zhang Y. Terahertz generation from laser-induced plasma // Opto-Electronic Science. – 2022. – Т. 1. – №. 8. – С. 220003-1-220003-27.
10. Bethune D. S. Optical second-harmonic generation in atomic vapors with focused beams // Physical Review A. – 1981. – Т. 23. – №. 6. – С. 3139.
11. Miyazaki K., Sato T., Kashiwagi H. Spontaneous-field-induced optical second-harmonic generation in atomic vapors // Physical Review Letters. – 1979. – Т. 43. – №. 16. – С. 1154.
12. Miyazaki K., Sato T., Kashiwagi H. Interaction of high-power laser pulses with atomic media. II. Optical second-harmonic generation // Physical Review A. – 1981. – Т. 23. – №. 3. – С. 1358.
13. Malcuit M. S. et al. Anomalies in optical harmonic generation using high-intensity laser radiation // Physical Review A. – 1990. – Т. 41. – №. 7. – С. 3822.
14. Marmet L., Hakuta K., Stoicheff B. P. Second-harmonic generation in atomic hydrogen induced by a charge-separation field // Journal of the Optical Society of America B. – 1992. – Т. 9. – №. 7. – С. 1038-1046.
15. Liu X. et al. Harmonic generation by an intense laser pulse in neutral and ionized gases // IEEE transactions on plasma science. – 2002. – Т. 21. – №. 1. – С. 90-94.
16. Liang Y., Watson J. M., Chin S. L. Second harmonic generation in gases with a high-intensity CO2 laser // Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. – 1992. – Т. 25. – №. 11. – С. 2725.
17. Fedotov A. B. et al. Generation of the second and third harmonics in a laser-produced plasma with 1-kHz 90-fs light pulses // Laser physics. – 1996. – Т. 6. – №. 2. – С. 427-430.
18. Bukin V. V. et al. Femtosecond laser optical gas breakdown microplasma: the ionisation and postionisation dynamics // Quantum Electronics. – 2007. – Т. 37. – №. 10. – С. 961.
19. Beresna M. et al. High average power second harmonic generation in air // Applied Physics Letters. – 2009. – Т. 95. – №. 12.
20. Théberge F. et al. Plasma density inside a femtosecond laser filament in air: Strong dependence on external focusing // Physical Review E—Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. – 2006. – Т. 74. – №. 3. – С. 036406.
21. Brunel F. Harmonic generation due to plasma effects in a gas undergoing multiphoton ionization in the high-intensity limit // Journal of the Optical Society of America B. – 1990. – Т. 7. – №. 4. – С. 521-526.
22. Corkum P. B. Plasma perspective on strong field multiphoton ionization // Physical review letters. – 1993. – Т. 71. – №. 13. – С. 1994.
23. Solyankin P. M. et al. THz generation from laser-induced breakdown in pressurized molecular gases: on the way to terahertz remote sensing of the atmospheres of Mars and Venus // New Journal of Physics. – 2020. – Т. 22. – №. 1. – С. 013039.
24. Nikolaeva I. A. et al. Terahertz beam with radial or orthogonal to laser polarization from a single-color femtosecond filament // Optics Express. – 2023. – Т. 31. – №. 25. – С. 41406-41419.
