Автореферат (1102748), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Установлено, что вклад керровской нелинейности в генерациютерагерцового излучения при распространении двухчастотного лазерногоимпульса в газе доминирует до образования филамента, на стадии, когдаплотность лазерной плазмы пренебрежимо мала. Вклад плазменнойнелинейности на два порядка превышает вклад керровской нелинейности вразвитом филаменте.3. В численном эксперименте продемонстрировано, что слабый терагерцовыйсигнал, обусловленный керровской нелинейностью, распространяется в томже направлении, что и лазерное излучение. Терагерцовое излучение,генерирующееся за счет плазменной нелинейности, распространяется вкольцо, угол раствора которого определяется частотой терагерцовогоизлучения и геометрией распространения лазерного излучения.4.
Впервые численно получена и теоретически описана эллиптизацияи динамика вращения поляризации терагерцового излучения филамента,генерирующегося при распространении в газах двуцветного линейнополяризованного лазерного излучения с заданной поляризацией егочастотных компонент.5. Новой является физическая интерпретация формирования угловогораспределения терагерцового излучения одночастотного филамента,согласно которой оно образуется в результате интерференции излученийквадрупольных локальных источников терагерцового сигнала.6. Предложен новый метод генерации терагерцового излучения с узкойдиаграммой направленности при филаментации в газах.7.
Впервые численно получен терагерцовый сигнал филамента,распространяющийся в направлении, противоположном направлениюраспространения лазерного излучения.Практическая ценность работыПолученные результаты и установленные закономерности могут бытьиспользованы для:1. Управления параметрами терагерцового излучения, генерируемого прифиламентации фемтосекундного лазерного излучения в газах дляоптимизациичастотно-угловогосоставатерагерцевогоизлучения,необходимого для спектроскопических исследований в терагерцовомдиапазоне частот.2. Удаленной генерации и управления широкополосным терагерцовымизлучением для зондирования и экологического мониторинга окружающейсреды.63. Развития физических представлений о генерации и распространениитерагерцового сигнала при нелинейной филаментации фемтосекундногоизлучения в газах, излагаемых в учебных курсах.Апробация результатов работыОсновные результаты работы опубликованы в 16 печатных работах,из них 8 статей в изданиях из списка ВАК России («Physical Review Letters»,«Письма в ЖЭТФ», «Journal of Infrared, Millimeter and Terahertz Waves»,«Optics Express», «Laser Physics Letters», «Optics Letters», «Proceedings ofSPIE») и 8 тезисов докладов.Результаты докладывались автором на следующих конференциях: XVIIМеждународная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных«Ломоносов» (Москва, Россия, 2010); Международная конференция IONS-8(Москва, Россия, 2010); Международная конференция «ФундаментальныеПроблемы Оптики» (Санкт-Петербург, Россия, 2010); Научно-практическаяконференция "Фундаментальные и прикладные аспекты инновационныхпроектов и их защита в едином экономическом пространстве" (Москва,Россия, 2011); The 2nd International Conference "Terahertz and Microwaveradiation: Generation, Detection and Applications" (TERA 2012) (Москва,Россия, 2012); SPIE Optics and Photonics (San Diego, USA, 2012);Международная конференция «Фундаментальные Проблемы Оптики»(Санкт-Петербург,Россия,2012);Международнаяконференция“ICONO/LAT-2013” (Москва, Россия, 2013); 16th International Conference«Laser Optics 2014»(Санкт-Петербург, Россия, 2014); 23rd International LaserPhysics Workshop (Sofia, Bulgaria, 2014); Международная конференция«Workshop on terahertz» (Санкт-Петербург, Россия, 2015); 24th InternationalLaser Physics Workshop (Shanghai, China, 2015); Международная конференция“SPIE Security&Defence” (Toulouse, France, 2015); 9th International conferencefor young scientists «Optics-2015» (Saint-Petersburg, Russia, 2015); 6-аяВсероссийская конференция молодых ученых «Фундаментальные иинновационные проблемы современной физики» (Москва, Россия, 2015);International Conference “CLEO: Applications and Technology” (San Jose, USA,2016); 25th International Laser Physics Workshop (Erevan, Armenia, 2016);The17th International Conference «Laser Optics 2016» (St.
Petersburg, Russia, 2016);International Conference IONS Tucson 2016 (Tucson, USA, 2016); InternationalConference “Frontiers in Optics” (Rochester, USA, 2016); а также на семинарахкафедры общей физики и волновых процессов физического факультета иМЛЦ МГУ им. М.В. Ломоносова и отдела колебаний Института ОбщейФизики АН (ИОФ РАН).7Личный вклад автораАвтор диссертации разработала комплекс программ и алгоритмови провела численное моделирование и анализ процесса генерациии распространения терагерцового излучения при филаментации мощногофемтосекундного излучения в газах. Использованные в диссертациирезультаты численного моделирования получены автором лично или при еёопределяющем участии.Экспериментальные данные, с которыми проведено сравнениерезультатов численного моделирования, были получены под руководствомпрофессора А.П.
Шкуринова сотрудниками лаборатории терагерцовойоптоэлектроники и спектроскопии физического факультета МГУ имениМ.В. Ломоносова. Подготовка к публикации полученных результатовпроводилась совместно с соавторами.Защищаемые положения1. Трехмерная векторная модель трансформации светового поля прираспространении фемтосекундного излучения в газах атмосфернойплотности в условиях керровской нелинейности и фототокасамонаведенной лазерной плазмы воспроизводит обогащение спектраизлучения компонентами от пятой гармоники до терагерцовогодиапазона (0.05 ТГц), уширение углового спектра на десятки градусов,вращение эллипса поляризации оптического и терагерцовогоизлучения.2. При генерации широкополосного терагерцового излучения в условияхформирования двуцветного филамента вклад керровской нелинейностиопределяетгенерациюпреимущественновысокочастотныхспектральных компонент в диапазоне до 100 ТГц, имеющих в дальнейзоне максимум на оси пучка.3.
В двуцветном филаменте кольцевая пространственная структуратерагерцового излучения в дальней зоне и смещение максимумаспектра ТГц излучения в низкочастотную область (≤1 ТГц)обусловлены фототоком самонаведенной лазерной плазмы, вкладкоторого в спектральную интенсивность терагерцового излучения надва порядка превышает вклад керровской нелинейности.84. Поляризацияэлектрическогополятерагерцовогоизлучениядвуцветногофиламентаопределяетсяфототокомсвободныхэлектронов,линейнаипараллельнавекторуполяризацииэлектрического поля накачки в диапазоне изменений угла междуначальными направлениями векторов полей накачки и второйгармоники от 0° до 80°. При увеличении этого угла до 85° терагерцовоеизлучение становится эллиптическим, и эллипс поляризациивращается, следуя за поляризацией второй гармоники.5. Угловая ширина диаграммы направленности терагерцевого излученияуменьшается до 5° с увеличением до 16-ти числа параллельныхплазменных каналов, образующих в поперечном сечении двумерныймассив равноудаленных друг от друга квадрупольных источниковтерагерцевого сигнала.
При сантимеровой длине каналов оптимальноерасстояние между каналами составляет величину, равную длине волнытерагерцевого излучения.Структура и объем диссертацииДиссертация состоит из введения, 5 оригинальных глав, заключенияи библиографии. Общий объем диссертации 98 страниц, включая40 рисунков и список литературы с общим числом ссылок 162.Содержание работыВо Введении обоснована актуальность диссертационной работы,сформулирована цель и аргументирована научная новизна исследований,показана практическая значимость полученных результатов, представленывыносимые на защиту научные положения.В Главе 1 “Состояние исследований явления генерации терагерцовогоизлучения при филаментации в газах” дан краткий обзор состоянияисследований по генерации терагерцового излучения при филаментациифемтосекундных лазерных импульсов в различных условиях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
