Диссертация (Световые пули и спектр фемтосекундного лазерного излучения при филаментации в плавленом кварце)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Световые пули и спектр фемтосекундного лазерного излучения при филаментации в плавленом кварце". PDF-файл из архива "Световые пули и спектр фемтосекундного лазерного излучения при филаментации в плавленом кварце", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТим. М.В. ЛОМОНОСОВАФизический факультетКафедра общей физики и волновых процессовНа правах рукописиСметанина Евгения ОлеговнаСВЕТОВЫЕ ПУЛИ И СПЕКТР ФЕМТОСЕКУНДНОГОЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ФИЛАМЕНТАЦИИ ВПЛАВЛЕНОМ КВАРЦЕСпециальность: 01.04.21 – лазерная физикаДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата физико-математических наукНаучный руководитель:д.ф.-м.н., профессор В.П. КандидовМосква – 2014ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................
5ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ................................................. 5НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ .................................................................................. 6ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ.................................................................... 7ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ................................................................................. 8АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ..................................................................... 9ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА .........................................................................................
9ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ЯВЛЕНИЯ ФИЛАМЕНТАЦИИВ КОНДЕНСИРОВАННЫХ И ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕДАХ ................................. 101.1 ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯФЕМТОСЕКУНДНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ФИЛАМЕНТАЦИИ ........... 121.2 ГЕНЕРАЦИЯ СУПЕРКОНТИНУУМА .............................................................. 141.3 КОМПРЕССИЯ ИМПУЛЬСА И СВЕТОВЫЕ ПУЛИ........................................ 181.4 ЧИСЛЕННЫЕ МОДЕЛИ ФЕМТОСЕКУНДНОЙ ФИЛАМЕНТАЦИИ ИАНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЯСУПЕРКОНТИНУУМА .............................................................................................. 21ГЛАВА 2.
КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ФИЛАМЕНТАЦИИФЕМТОСЕКУНДНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПЛАВЛЕНОМКВАРЦЕ ......................................................................................................................... 262.1 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ ....................................... 262.2 ДИСПЕРСИЯ ПЛАВЛЕНОГО КВАРЦА ........................................................... 302.3 МЕТОД ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ..................................................................
312.4 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ................ 332.5 ИНТЕРФЕРЕНЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ................................................................. 362ГЛАВА 3. ЧАСТОТНО-УГЛОВЫЕ СПЕКТРЫ ФЕМТОСЕКУНДНОГОЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ФИЛАМЕНТАЦИИ В ПЛАВЛЕНОМКВАРЦЕ ......................................................................................................................... 423.1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РЕГИСТРАЦИЯ ЧАСТОТНО-УГЛОВОГОСПЕКТРА СУПЕРКОНТИНУУМА ............................................................................ 423.2 ЧИСЛЕННЫЕ ЧАСТОТНО-УГЛОВЫЕ СПЕКТРЫ СУПЕРКОНТИНУУМАВ ФОРМАТЕ ЭКСПЕРИМЕНТА ................................................................................ 483.3 ЧАСТОТНО-УГЛОВОЙ СПЕКТР СУПЕРКОНТИНУУМА ПРИФИЛАМЕНТАЦИИ В УСЛОВИЯХ НОРМАЛЬНОЙ ДИСПЕРСИИГРУППОВОЙ СКОРОСТИ .........................................................................................
533.3.1 ДЛИНА ВОЛНЫ ИЗЛУЧЕНИЯ 800 НМ ....................................................... 533.3.2 ИЗЛУЧЕНИЕ НА ДЛИНЕ ВОЛНЫ 400 НМ ................................................. 553.4 ЧАСТОТНО-УГЛОВОЙ СПЕКТР СУПЕРКОНТИНУУМА ПРИФИЛАМЕНТАЦИИ В УСЛОВИЯХ НУЛЕВОЙ ДИСПЕРСИИ ГРУППОВОЙСКОРОСТИ .................................................................................................................. 573.5 ЧАСТОТНО-УГЛОВОЙ СПЕКТР СУПЕРКОНТИНУУМА ПРИФИЛАМЕНТАЦИИ В УСЛОВИЯХ АНОМАЛЬНОЙ ДИСПЕРСИИГРУППОВОЙ СКОРОСТИ .........................................................................................
593.6 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ ......................................................................................... 61ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕКТРАСУПЕРКОНТИНУУМА В УСЛОВИЯХ АНОМАЛЬНОЙ ДИСПЕРСИИПЛАВЛЕНОГО КВАРЦА ............................................................................................ 624.1 СПЕКТРАЛЬНАЯ КАРТА СУПЕРКОНТИНУУМА ДЛЯ ДЛИН ВОЛН800 - 2300 НМ ...............................................................................................................
624.2 АНТИСТОКСОВО КРЫЛО СУПЕРКОНТИНУУМА ....................................... 674.2.1 ВЛИЯНИЕ ПОРЯДКА МНОГОФОТОННОСТИ ПРОЦЕССАГЕНЕРАЦИИ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ АНИСТОКСОВАКРЫЛА СУПЕРКОНТИНУУМА .............................................................................. 6734.2.2 ИСТОЧНИКИ АНТИСТОКСОВА КРЫЛА СУПЕРКОНТИНУУМА .......... 744.2.3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РЕГИСТРАЦИЯ АНТИСТОКСОВА КРЫЛАСУПЕРКОНТИНУУМА ............................................................................................
774.2.4 ФИЗИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙФОРМИРОВАНИЯ ИЗОЛИРОВАННОГО АНТИСТОКСОВА КРЫЛАСУПЕРКОНТИНУУМА: ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ФАКТОР ............................ 824.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ ......................................................................................... 86ГЛАВА 5. СВЕТОВЫЕ ПУЛИ ПРИ ФЕМТОСЕКУНДНОЙФИЛАМЕНТАЦИИ ......................................................................................................
885.1 ЭВОЛЮЦИЯ СВЕТОВОЙ ПУЛИ ...................................................................... 885.2 СПЕКТР ИМПУЛЬСА ПРИ ФОРМИРОВАНИИПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СВЕТОВЫХ ПУЛЬ ...................................................... 975.3 ТРАНСФОРМАЦИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ СВЕТОВОЙ ПУЛИ .......................... 995.4 ВОПРОС О СПЕКТРАЛЬНОЙ ОГРАНИЧЕННОСТИ СВЕТОВОЙ ПУЛИ .. 1035.5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РЕГИСТРАЦИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИСВЕТОВОЙ ПУЛИ ....................................................................................................
1045.5.1 СХЕМА ЭКСПЕРИМЕНТА .......................................................................... 1045.5.2 АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ СВЕТОВЫХ ПУЛЬ .................. 1055.5.3 ДЛИТЕЛЬНОСТЬ СВЕТОВОЙ ПУЛИ ........................................................
1085.6 НАСЫЩЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ В СВЕТОВОЙ ПУЛЕ ........................... 1105.6.1 ОПТИЧЕСКАЯ СИЛА НЕЛИНЕЙНЫХ ЛИНЗ .......................................... 1105.6.2 ВРЕРМЯ-РАЗРЕШЕННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗНАВЕДЕННОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ .............................................. 1125.6.3 ЭВОЛЮЦИЯ НАВЕДЕННОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ВУСЛОВИЯХ СЛАБОГО ВЛИЯНИЯ НОРМАЛЬНОЙ ДГС ................................... 1195.6.4 НАСЫЩЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ПРИ АНОМАЛЬНОЙ ДГС ............. 1235.7 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ .......................................................................................
127ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ................................................................................... 129СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ..................................... 132СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ......................................................................................... 1364ВВЕДЕНИЕУправлениедлительностьюимпульсов,получениеимпульсовсверхкороткойдлительности и генерация широкополосного излучения относятся к актуальным проблемамсовременнойоптики.Использованиедисперсионныхсвойствсреддляуправленияпространственно-временным распределением интенсивности импульса и его спектральнымипараметрами в процессе нелинейного взаимодействия со средой представляет большой интересдля фундаментальных и прикладных аспектов современной нелинейной оптики. Наибольшийинтерес вызывает возможность формирования локализованного в пространстве и временивысокоинтенсивноговолновогопакета,обладающегосвойствамиквази-солитона.Фемтосекундный филамент в объеме прозрачной среды является самоогранизующейсяструктурой, нелинейные процессы в которой подобны процессам в оптических волокнах,фотонных кристаллах и других направляющих системах.
Образование солитонов в средах снелинейностями различных порядков, в оптических структурах с оптимальным закономмодовой дисперсии, и формирование световых пуль при филаментации фемтосекундногоизлучения на длине волны, попадающего в область аномальной дисперсии групповой скоростиматериала, имеют общие закономерности. Световую пулю, образующуюся в результатепространственно-временной компрессии фемтосекундного излучения в филаменте, можнорассматривать, как обобщение солитона в направляющей структуре на пространстворазмерности 3D+1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫЦель исследования состоит в экспериментальном и теоретическом анализе динамикипространственно-временной компрессии мощного фемтосекундного лазерного излучения,выявлении закономерностей формирования световых пуль и генерации широкополосногокогерентного суперконтинуума в процессе филаментации в конденсированной прозрачнойдиэлектрической среде.
