Уширение частотно-углового спектра при самовоздействии фемтосекундного лазерного
advertisement
Уширение частотно-углового спектра при самовоздействии фемтосекундного лазерного импульса на длине волны 800 нм в кольцевом пучке с фазовой сингулярностью в плавленом кварце Васильев Е.В. лаборатория «Вычислительного эксперимента в оптике» кафедра общей физики и волновых процессов физический факультет МГУ им. Ломоносова Москва, 2015 Постановка задачи V.I. Kruglov et al., 1992 Vuong, 2006 Neshev, 2010 Visconte, 2005 В данной работе рассматривается самовоздействие в кольцевых пучках с фазовой сингулярностью при m=2, производится сравнение с кольцевыми пучками без сингулярности и гауссовыми пучками. Строятся частотно-угловые спектры. Математическая модель - приближение медленно меняющейся волны (ММВ) - переход к СК, движущейся с групповой скоростью лазерного импульса Метод расщепления по физическим факторам дифракция дисперсия керровская нелинейность плазменная нелинейность, потери на фотоионизацию, обратное тормозное поглощение экстинкция Начальные условия Сингулярность фазы! 0 Учет фазовой сингулярности Осесимметричная схема Фазовая сингулярность Филаментация в кольцевом пучке без сингулярности и в гауссовом пучке r/r0 Гауссов пучок t/t0 z = 0.00 см z = 0.18 см z = 0.20 см z = 0.26 см z = 0.39 см z = 0.42 см r/r0 Кольцевой пучок БЕЗ фазовой сингулярности t/t0 z = 0.00 см z = 0.29 см z = 0.58 см z = 0.74 см z = 0.78 см Схожий качественный характер филаментации! z = 0.79 см Сравнение динамики самовоздействия кольцевого пучка с фазовой сингулярностью и без нее r/r0 Кольцевой пучок БЕЗ фазовой сингулярности t/t0 z = 0.00 см z = 0.29 см z = 0.58 см z = 0.74 см z = 0.78 см r/r0 Кольцевой пучок с фазовой сингулярностью t/t0 z = 0.00 см z = 0.29 см z = 0.51 см z = 0.77 см z = 0.80 см При заданной мощности самофокусировка кольцевого пучка без сингулярности происходит на меньших расстояниях, чем при ее наличии! r/r0 ϴ, рад Динамика самовоздействия и частотно-угловые спектры кольцевого пучка с фазовой сингулярностью t/t0 λ, нм z = 0.00 см z = 0.29 см z = 0.77 см z = 0.80 см 1. Уширение частотно-углового спектра 2. Отсутствие нулевой пространственной гармоники z = 0.51 см Заключение 1. Динамика распространения кольцевого пучка без фазовой сингулярности и гауссова пучка схожи. При самовоздействии в кольцевом пучке происходит стягивание лазерной энергии на оптическую ось, и образуется унимодальная структура, которая далее ведет себя подобно гауссову пучку. Кольцевой пучок с фазовой сингулярностью при относительно малых мощностях сохраняет кольцевую структуру и на r-t диаграмме приобретает рупорообразную форму. При заданной мощности самофокусировка пучка без сингулярности происходит на меньших расстояниях, чем при ее наличии. 2. Самофокусировка кольцевого пучка с фазовой сингулярностью сопровождается уширением частотно-углового спектра как в стоксову, так и в антистоксову область. При этом из-за сингулярности фазы в угловом спектре отсутствует нулевая пространственная гармоника.
