Шленов Святослав Александрович
Описание курса:
Курс «Нелинейная оптика лазерных филаментов» является профильной дисциплиной магистерской программы «Нелинейная оптика и лазерная физика» и будет читаться совместно с профессором физического факультета В.П. Кандидовым. Дисциплина обеспечивает подготовку студентов в области физики взаимодействия высокоинтенсивного фемтосекундного лазерного излучения с газовыми средами и прозрачными диэлектриками твердотельной плотности.
Филаментация лазерного излучения, известная с 1960-70 годов, вновь привлекла внимание специалистов после получения в середине 1990-х годов протяженных тонких нитей с высокой концентрацией оптической энергии при распространении в воздухе мощных фемтосекундных импульсов. Явление филаментации состоит в пространственно-временной самолокализации энергии импульсного излучения, которая поддерживается (сохраняется) в воздухе на расстояниях десятки и сотни метров. Самоканалирование лазерной энергии является результатом динамического баланса керровской самофокусировки и дефокусировки в наведенной лазерной плазме при нелинейно-оптическом взаимодействии излучения со средой. Динамическое самоканалирование лазерной энергии достигается в условиях высокой мощности и сверхкороткой длительности излучения, определяющих доминирующие процессы нелинейно-оптического взаимодействия. Пространственно-временная локализация энергии при филаментации импульсов в газах и прозрачных диэлектриках сопровождается генерацией плазменных каналов, формированием суперконтинуума и конической эмиссии, усилением нелинейно-оптического взаимодействия лазерного излучения со средой. Уникальные свойства явления филаментации открывают принципиально новые возможности для фемтосекундных лазерных технологий в атмосферной оптике, микрооптике и в других приложениях.
План курса:
1.Введение. Краткий исторический обзор исследований по лазерной филаментации.
2.Самофокусировка импульсного излучения.
3. Плазма филамента.
4. Физическая картина явления филаментации.
5. Методы экспериментального исследования филаментации.
6. Математическая модель филаментации.
7. Сверхуширение спектра.
8. Нелинейно-оптические преобразования в филаменте.
9. Световые пули.
10. Множественная филаментация.
11. Атмосферная турбулентность.
12. Филаментация в случайно-неоднородной среде.
13. Управление филаментацией.
14. Применение филаментации.
Примеры задач:
1. Вывод формулы для критической мощности самофокусировки в приосевом
приближении.
2. Показать инвариантность уравнения самофокусировки в линзовых
координатах.
3. Вывод соотношения между трехмерной спектральной плотностью изотропного случайного поля и его одномерной спектральной плотностью.
