Diffraction-ray optics of femtosecond laser pulses under normal dispersion conditions in air
The results of a theoretical study of the propagation of femtosecond pulses of a Ti:Sa laser under normal dispersion conditions in air are presented. The use of the diffraction-beam tube method for the analysis of numerical solutions of the nonlinear Schrödinger equation in a dispersion medium with Kerr-plasma nonlinearity made it possible to determine the basic regularities of femtosecond laser pulses self-focusing and filamentation in air at various pulse lengths, initial beam radius, and peak powers. It is shown that in the case of the group velocity dispersion influence with an increase in the initial laser beam radius, the filamentation breaks down even at large supercritical powers. It is shown that with an increase in the dispersion distortions of the pulse the radius of the energetically replenishing diffraction beam tube, the angular divergence of the post-filamentation light channel, and the nonlinear focus coordinate normalized to the Rayleigh length for the central time layers of the laser pulse and the integral picture are increasing.
Keywords
фемтосекундные лазерные импульсы,
самофокусировка,
филаментация,
дифракционно-лучевая трубка,
дисперсия групповой скорости,
femtosecond laser pulses,
self-focusing,
filamentation,
diffraction-beam tube,
group velocity dispersionAuthors
| Geints Y.E. | Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS | ygeints@iao.ru |
| Zemlyanov A.A. | Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS | zaa@iao.ru |
| Minina O.V. | Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS | mov@iao.ru |
Всего: 3
References
Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г. Нелинейная фемтосекундная оптика атмосферы. - Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2010. - 212 с.
Self-focusing: Past and Present. Fundamentals and Prospects / eds. R.W. Boyd, S.G. Lukishova, and Y.R. Shen. - Berlin: Springer, 2009. - 605 p.
Polynkin P. and Kolesik M. // Phys. Rev. A. - 2013. - V.87. - P. 053829-1-053829-5.
Chernev P. and Petrov V. // Opt. Lett. - 1992. - V. 17. - Iss. 3. - Р. 172-174.
Liu W. and Chin S.L. // Opt. Express. - 2005. - V. 13. - Iss. 15. - P. 5750-5755.
Berge L., Mauger S., and Skupin S. // Phys. Rev. A. - 2010. - V. 81. - P. 013817-1-013817-10.
Ranka J.K., Schirmer R.W., and Gaeta A.L. // Phys. Rev. Lett. - 1996. - V. 77. - No. 18. - P. 3783-3786.
Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. // Оптика атмосферы и океана. - 2010. - Т. 23. - № 9. - С. 749-756.
Зуев В.Е., Землянов А.А., Копытин Ю.Д. Нелинейная оптика атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 256 с.
Землянов А.А., Булыгин А.Д., Гейнц Ю.Э. // Оптика атмосферы и океана. - 2011. - Т. 24. - № 10. - С. 839-847.
Geints Yu.E., Minina O.V., and Zemlyanov A.A. // J. Opt. Soc. Am. B. - 2019. - V. 36. - Iss. 11. - Р. 3209-3217.
Землянов А.А., Гейнц Ю.Э., Минина О.В. // Оптика атмосферы и океана. -2019. - Т. 32. - № 8. - С. 601-608.
Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Минина О.В. // Оптика атмосферы и океана. - 2018. - Т. 31. - № 5. - С. 364-371.
Апексимов Д.В., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. и др. Филаментация фемтосекундных лазерных импульсов в воздухе. - Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2017. - 162 с.
Переломов А.М., Попов В.С., Терентьев М.В. // ЖЭТФ. - 1966. - Т. 50. - С. 1393-1397.
Булыгин А.Д., Минина О.В. // Изв. вузов. Физика. - 2015. - Т. 58. - № 8/2. - С. 209-211.
Землянов А.А., Булыгин А.Д., Гейнц Ю.Э., Минина О.В. // Оптика атмосферы и океана. - 2016. - Т. 29. - № 5. - С. 359-368.
