Диссертация (1102749), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В численном эксперименте продемонстрировано, что слабый терагерцовый сигнал,обусловленный керровской нелинейностью, распространяется в том же направлении, чтои лазерное излучение. Терагерцовое излучение, генерирующееся за счет плазменнойнелинейности, распространяется в кольцо, угол раствора которого определяется частотойтерагерцового излучения и геометрией распространения лазерного излучения.4. Впервые численно получена и теоретически описана эллиптизация и динамикавращения поляризации терагерцового излучения филамента, генерирующегося прираспространении в газах двуцветного линейно поляризованного лазерного излучения сзаданной поляризацией его частотных компонент.5. Новой является физическая интерпретация формирования углового распределениятерагерцового излучения одночастотного филамента, согласно которой оно образуется врезультатеинтерференцииизлученийквадрупольныхлокальныхисточниковтерагерцового сигнала.6.
Предложен новый метод генерации терагерцового излучения с узкой диаграммойнаправленности при филаментации в газах.7. Впервые численно получен терагерцовый сигнал филамента, распространяющийся внаправлении, противоположном направлению распространения лазерного излучения.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫПолученные результаты и установленные закономерности могут быть использованы для:1. Управления параметрами терагерцового излучения, генерируемого при филаментациифемтосекундного лазерного излучения в газах для оптимизации частотно-угловогосостава терагерцевого излучения, необходимого для спектроскопических исследований втерагерцовом диапазоне частот.82. Удаленной генерации и управления широкополосным терагерцовым излучением длязондирования и экологического мониторинга окружающей среды.3.
Развития физических представлений о генерации и распространении терагерцовогосигнала при нелинейной филаментации фемтосекундного излучения в газах, излагаемых вучебных курсах.АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫОсновные результаты работы опубликованы в 16 печатных работах, из них 8 статейв изданиях из списка ВАК России («Physical Review Letters», «Письма в ЖЭТФ», «Journalof Infrared, Millimeter and Terahertz Waves», «Optics Express», «Laser Physics Letters»,«Optics Letters», «Proceedings of SPIE») и 8 тезисов докладов.Результатыдокладывалисьавторомнаследующихконференциях:XVIIМеждународная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов»(Москва, Россия, 2010); Международная конференция IONS-8 (Москва, Россия, 2010);Международная конференция «Фундаментальные Проблемы Оптики» (Санкт-Петербург,Россия, 2010); Научно-практическая конференция "Фундаментальные и прикладныеаспекты инновационных проектов 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); SPIEOpticsandPhotonics(SanDiego,USA,2012);Международнаяконференция«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 Laser PhysicsWorkshop (Sofia, Bulgaria, 2014); Международная конференция «Workshop on terahertz»(Санкт-Петербург, Россия, 2015); 24th International Laser Physics Workshop (Shanghai,China, 2015); Международная конференция “SPIE Security&Defence” (Toulouse, France,2015); 9th International conference for young scientists «Optics-2015» (Saint-Petersburg,Russia, 2015); 6-ая Всероссийская конференция молодых ученых «Фундаментальные иинновационные проблемы современной физики» (Москва, Россия, 2015); InternationalConference “CLEO: Applications and Technology” (San Jose, USA, 2016); 25th InternationalLaser Physics Workshop (Erevan, Armenia, 2016); The 17th International Conference «LaserOptics 2016» (St.
Petersburg, Russia, 2016); International Conference IONS Tucson 2016(Tucson, USA, 2016); International Conference “Frontiers in Optics” (Rochester, USA, 2016); атакже на семинарах кафедры общей физики и волновых процессов физического9факультета и МЛЦ МГУ им. М.В. Ломоносова и отдела колебаний Института ОбщейФизики АН (ИОФ РАН).ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРААвтор диссертации разработала комплекс программ и алгоритмов и провелачисленное моделирование и анализ процесса генерации и распространения терагерцовогоизлученияприфиламентациимощногофемтосекундногоизлучениявгазах.Использованные в диссертации результаты численного моделирования получены авторомлично или при её определяющем участии.Экспериментальные данные, с которыми проведено сравнение результатовчисленного моделирования, были получены под руководством профессора А.П.Шкуринова сотрудниками лаборатории терагерцовой оптоэлектроники и спектроскопиифизического факультета МГУ имени М.В.
Ломоносова. Подготовка к публикацииполученных результатов проводилась совместно с соавторами.10ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ1. Трехмерная векторная модель трансформации светового поля при распространениифемтосекундного излучения в газах атмосферной плотности в условиях керровскойнелинейности и фототока самонаведенной лазерной плазмы воспроизводитобогащениеспектраизлучениякомпонентамиотпятойгармоникидотерагерцового диапазона (0.05 ТГц), уширение углового спектра на десяткиградусов, вращение эллипса поляризации оптического и терагерцового излучения.2.
Пригенерацииширокополосноготерагерцовогоизлучениявусловияхформирования двуцветного филамента вклад керровской нелинейности определяетгенерациюпреимущественновысокочастотныхспектральныхкомпонентвдиапазоне до 100 ТГц, имеющих в дальней зоне максимум на оси пучка.3. В двуцветном филаменте кольцевая пространственная структура терагерцовогоизлучения в дальней зоне и смещение максимума спектра ТГц излучения внизкочастотную область (≤1 ТГц) обусловлены фототоком самонаведеннойлазерной плазмы, вклад которого в спектральную интенсивность терагерцовогоизлучения на два порядка превышает вклад керровской нелинейности.4. Поляризацияэлектрическогополятерагерцовогоизлучениядвуцветногофиламента определяется фототоком свободных электронов, линейна и параллельнавектору поляризации электрического поля накачки в диапазоне изменений угламежду начальными направлениями векторов полей накачки и второй гармоники от0° до 80°.
При увеличении этого угла до 85° терагерцовое излучение становитсяэллиптическим, и эллипс поляризации вращается, следуя за поляризацией второйгармоники.5. Угловаяширинадиаграммынаправленноститерагерцевогоизлученияуменьшается до 5° с увеличением до 16-ти числа параллельных плазменныхканалов, образующих в поперечном сечении двумерный массив равноудаленныхдруготдругаквадрупольныхисточниковтерагерцевогосигнала.Присантимеровой длине каналов оптимальное расстояние между каналами составляетвеличину, равную длине волны терагерцевого излучения.11ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИВ журналах:1.V.A.
Andreeva, O.G. Kosareva, N.A. Panov, D.E. Shipilo, P.M. Solyankin, M.N.Esaulkov, P. González de Alaiza Martínez, A.P. Shkurinov, V.A. Makarov, L. Bergé, and S.L.Chin “Ultrabroad terahertz spectrum generation from an air-based filament plasma”, PhysicalReview Letters 116, 063902 (2016).2.A. Couairon, O. G. Kosareva, N. A. Panov, D. E.
Shipilo, V. A. Andreeva, V. Jukna, andF. Nesa “Propagation equation for tight-focusing by a parabolic mirror” Opt. Express 23, 31240–31252 (2015)3.N. Panov, V. Andreeva, O. Kosareva, A. Shkurinov, V.A. Makarov, L. Berge and S. L.Chin «Directionality of terahertz radiation emitted from an array of femtosecond filaments ingases», Laser Physics Letters 11, 125401 (2014)4.V. Borodin, N. A. Panov, O. G. Kosareva, V.
A. Andreeva, M. N. Esaulkov, V. A.Makarov, A. P. Shkurinov, S. L. Chin, and X.-C. Zhang, "Transformation of terahertz spectraemitted from dual-frequency femtosecond pulse interaction in gases," Opt. Lett. 38, 1906-1908(2013)5.Kosareva O.G., Panov N.A., Volkov R.V., Andreeva V.A., Borodin A.V., EsaulkovM.N., Chen Y., Marceau C., Makarov V.A., Shkurinov A.P., Savel'ev A.B., Chin S.L.
“Analysisof Dual Frequency Interaction in the Filament with the Purpose of Efficiency Control of THzPulse Generation”, Journal of Infrared, Millimeter and Terahertz Waves 32, 1557-1567 (2011)6.Панов Н.A., Косарева O.Г., Андреева В.A., Савельев A.Б., Урюпина Д.С., ВолковР.В., Макаров В.A., Шкуринов A.П.
«Угловое распределение ТГц излучения плазменногоканала фемтосекундного филамента», Письма в ЖЭТФ 93, 715-718 (2011)В сборниках:7.V. A. Andreeva, T. Wang, N. A. Panov, D. E. Shipilo, M. N. Esaulkov, A. P. Shkurinov,V. A. Makarov, R. Li, O. G. Kosareva, and S. L. Chin, "Enhancement in Energy of THzEmission From Gas Plasma Induced By Two-Color Chirped Laser Pulses," in Frontiers in Optics2016, OSA Technical Digest (online) (Optical Society of America, 2016), paper JTh2A.96.8.V. A.
Andreeva, M. Esaulkov, N. Panov, P. Solyankin, V. Makarov, D. Shipilo, A.Shkurinov, O. Kosareva, and S. L. Chin, "Polarization Of THz Emission From Gas PlasmaInduced By Two-Color Arbitrarily Polarized Laser Pulses," in Conference on Lasers andElectro-Optics, OSA Technical Digest (online) (Optical Society of America, 2016), paperJW2A.47.129.V. A. Andreeva et al., "Polarization Of THz radiation generated during two-colorfilamentation of arbitrarily polarized laser pulses," 2016 International Conference Laser Optics(LO), St. Petersburg, 2016, pp. R8-17-R8-17.10.V. A. Andreeva et al., "Filamentation of four beams under focusing in air," 2016International Conference Laser Optics (LO), St. Petersburg, 2016, pp. R5-13-R5-13.11.Vera A. Andreeva, Nikolay A.
Panov, Mikhail N. Esaulkov, Olga G. Kosareva, Petr M.Solyankin, Daniil E. Shipilo, Alexander V. Borodin, Vladimir A. Makarov, Alexander P.Shkurinov, “Spatio-spectral characteristics of THz radiation from two-color femtosecondfilament” Proc. SPIE 9651, Millimetre Wave and Terahertz Sensors and Technology VIII,96510K (October 21, 2015); doi:10.1117/12.2196801.12.V.
A. Andreeva et al., "Spectrum and polarization of THz radiation from two-colorfemtosecond laser breakdown: Theory and experiment," 2015 40th International Conference onInfrared, Millimeter, and Terahertz waves (IRMMW-THz), Hong Kong, 2015, pp. 1-2.13.O. G. Kosareva, V. A. Andreeva, N. A. Panov, D. E. Shipilo, A. B. Savel'ev, A. P.Shkurinov, V. A. Makarov, L.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
