Отзыв ведущей организации (1105130)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

УТВЕРЖДАЮдиректор Федерального государственногобюджетного учреждения наукиИнститута оптики атмосферы им. В.Е. ЗуеваСибирского отделения Российской академии наукд.ф.-м.н.Матвиенко Г.Г.16.01.2015 г.ОТЗЫВведущей организации на диссертационную работуДергачева Александра Александровича«Формирование и характеристики плазменных каналов прифиламентации фемтосекундного лазерного излучения в воздухе»,представленную к защите на соискание ученой степени кандидатафизико-математических наук по специальности 01.04.21 –лазерная физикаАктуальность темыСамофокусировкаифиламентациясопровождаютраспространениемощного ультракороткого лазерного излучения в кубично-нелинейных средах,таких, например, как воздух, вода, кварц и интенсивно исследуются уже болееполувека.

Помимо использования в целом ряде практических приложений(широкополосное лидарное зондирование, создание токопроводящих каналов,дальняя доставка излучения высокой интенсивности, генерация новых частот идр.) данные эффекты представляют интерес и с фундаментальной точки зрения,так как они существенно расширяют горизонты нелинейной оптики и физикисверхсильных полей.Распространение в воздухе такого излучения проходит в условиях сильнойпространственно-временной самомодуляции излучения и сопровождаетсяфрагментацией самого пучка на локализованные в пространстве и устойчивые квозмущениям на достаточно протяженном участке трассы области с высокойинтенсивностью, так называемые, филаменты.

Результатом ионизации средыпроходящемврежимефиламентациилазернымизлучениемявляетсяобразование плазменного канала. Разреженная лазерная плазма, оставшаясяпосле прохождения фемтосекундного импульса, испытывает релаксацию,характерное время которой составляет порядка нескольких наносекунд.Численное моделирование филаментации сопряжено с рядом трудностей,которые,восновном,обусловленымногомасштабностьюзадачи.Необходимость иметь достаточно большую в поперечном сечении расчетнуюсетку, чтобы вместить весь лазерный пучок, и одновременно высокоепространственное разрешение, чтобы прописать тонкую структуру филаментови их плазменных каналов, ведет к большому числу точек расчетной сетки. Вовременном профиле импульса также возникают структуры малой длительности(порядка нескольких фемтосекунд), что приводит к необходимости иметь такжевременную сетку с высоким разрешением. В результате полный объем данныхо мгновенном состоянии импульса составляет порядка десятков Гбайт.

Притакихобъемахданныхвозникаетнеобходимостьиспользованияраспределенных вычислений и параллельных алгоритмов для работы сданными, что и было выполнено в диссертации.Основной массив экспериментальных и теоретических исследованийфиламентации оптического излучения в различных прозрачных средах былпроведен для излучения титан-сапфирового лазера, генерирующего на длиневолны 800 нм. В то же время ряд работ указывает на потенциальныепреимуществаУФфиламентоватмосферныхволноводов,втакихспектроскопияприложениях,пробоя,каксозданиеиндуцированногофиламентом, обнаружение взрывчатых веществ, сверление микроотверстий.Это послужило мотивацией соискателя для проведения дополнительныхисследований по закономерностям филаментации мощных импульсов в УФспектральном диапазоне, поскольку сама оптическая нелинейность воздухаявляется функцией длины волны излучения, и это может привнестиособенности в динамику самовоздействия лазерного пучка.

В диссертациипроведено исследование параметров филаментации в УФ и ИК диапазонах приналичии внешней фокусировки.Важное значение для практического использования филаментации напротяженных атмосферных трассах имеет продольная нестабильность точкистартафиламентазасчетразногороданерегулярностейпоказателяпреломления среды распространения, например, турбулентных флуктуаций ватмосфере.Визвестнойлитературепостохастическойфиламентацииультракоротких импульсов до настоящего времени отсутствовал комплексныйстатистическийанализвлиянияатмосфернойтурбулентностинахарактеристики излучения при варьировании параметров импульса (пиковоймощности,диаметрапучка)исостоянияатмосферы(интенсивноститурбулентных флуктуаций). Именно такой анализ представлен в диссертацииДергачева А.А.Множественнаяхарактеризуетсяфиламентациябольшимчисломмощногоизлучения,одновременнокакправило,взаимодействующихфиламентов.

С целью прояснения особенностей формирования и развитиякартины множественной филаментации, а также с целью управления потокамиэнергии и положением плазменных каналов при филаментации важноисследовать взаимодействие отдельных филаментов. В диссертационной работеДергачева А.А. дано решение задачи о когерентном взаимодействии двухскрещенныхфиламентов,возникающихврезультатесамофокусировкипересекающихся лазерных пучков в воздухе и твердом диэлектрике.Структура и содержание работыДиссертация структурно содержит введение, пять глав, заключение,список публикаций автора и список цитируемой литературы. Объем работысоставляет 146 страниц, включая 55 рисунков и 2 таблицы.

Список цитируемойлитературы содержит 205 наименований, включая 4 авторских публикации.Первая глава представляет собой краткий обзор исследований по явлениюфиламентации ультракоротких лазерных импульсов в воздухе. Здесь жеопределены цели и задачи диссертационной работы, сформулированы еенаучная новизна и практическая ценность, приведены защищаемые положения.Во второй главе представлен вывод основных уравнений динамикиоптического поля лазерного импульса в прозрачной диэлектрической среде вусловиях проявления ее нелинейности (эффект Керра, плазмообразование), чтоприводит к филаментации лазерного пучка.

Рассмотрены различные способыупрощенияфинальныхуравнений,численныеметодырешениязадачфиламентации, обсуждается использование параллельных алгоритмов дляреализации предложенных численных методов на вычислительных кластерах.Втретьейглавеприведенырезультатычисленныхрасчетовилабораторных экспериментов по зависимости параметров формирующихсяфиламентов и сопутствующего им плазменного канала от силы начальнойфокусировки фемтосекундного излучения. Интерпретация результатов дана наоснове оригинальной модели динамической кривизны волнового фронта,позволяющей учесть в расчетах распространение мощного излучения черезпроходную оптику.

Рассмотрен вопрос о влиянии астигматизма волновогофронта исходного лазерного пучка на длину плазменного канала филамента.Четвертая глава диссертации посвящена филаментации лазерногоизлучения на протяженных атмосферных трассах в условиях турбулентныхискажений. Дергачевым А.А. установлено, что при малой мощности пучкавероятность появления филаментов убывает с увеличением амплитудытурбулентных флуктуаций. При большой мощности пучка точка стартафиламентаприближаетсятурбулентности.кПри этомвыходулазернойвероятностьнескольких филаментов в мощномсистемыприусиленииодновременного возникновенияпучке максимальна, когда размерпространственных неоднородностей в пучке составляет величину порядкарадиуса пучка.В пятой главе проведено исследование когерентного взаимодействия двухлазерных импульсов в скрещенных пучках в воздухе и в кристалле сапфира.Теоретически воспроизведена картина множественной филаментации в областиперекрытия пучков и ее зависимость от фазовых соотношений между пучками.Предложен оригинальный способ управления пространственной структуройфиламентационной области от взаимодействующих пучков путем изменениявременной задержки между отдельными импульсами.

Также приведенырезультаты по филаментации двух когерентных импульсов с вихревым ибезвихревым фазовым фронтом.В заключении сформулированы основные результаты работы.Диссертантом получен ряд новых результатов, в частности, впервыерассмотрена и проанализирована подробная статистика образования множествафиламентов в турбулентной атмосфере.

Исследована вероятность образованияпервого филамента и продольное положение точки старта филамента. Важнымиявляются исследования Дергачева А.А. по численному моделированиюфиламентации в скрещенных пучках, где установлено, что взаимодействиепересекающихся когерентных филаментов может приводить к образованиюновых некомпланарных филаментов.Обоснованность и достоверность результатовДостоверностьпринципиальнымрезультатовсогласиемсдиссертацииизвестнымивподтверждаетсялитературеихфизическимивоззрениями на явление филаментации лазерного излучения, а также с рядомтеоретических и экспериментальных данных других авторов.НаучнаяДергачева А.А.значимостьсостоитврезультатовразвитиидиссертационнойфундаментальныхработыфизическихпредставлений о взаимодействии ультракороткого лазерного излучения сосредой и докритической плазмой.

Практическая значимость обусловленаперспективами использования полученных в диссертации результатов в рядепрактических задач, таких как доставка световой энергии с наименьшимипотерями на приемник, создание фемтосекундных лидаров для дистанционнойдиагностики компонентов атмосферы, управление грозовым электричеством.Апробация работы и публикацииПо теме диссертации соискателем опубликовано 15 работ, в том числе 6статей в рецензируемых журналах, удовлетворяющих требованиям ВАК,остальные работы – в материалах российских и международных конференций.Все публикации соответствуют теме диссертации и достаточно полно отражаютее основное содержание.Замечания по диссертации1. По тесту диссертационной работы, а особенно в Главе 1, присутствуютнеточности и некоторая размытость формулировок физических явлений ипроцессов, которые автор изучает (лазерный филамент, коллапс пучка,нелинейный фокус, вероятность филаментации).

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации