© 2013 г. С. А. Штумпф, канд. физ.-мат. наук; С. А. Козлов, доктор физ.-мат. наук; А. А. Королев, канд. физ.-мат. наук.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург
E-mail: stumpf@rain.ifmo.ru
Рассмотрены процессы уширения спектра фемтосекундных импульсов в высокочастотную область при оптическом пробое газовой среды. Показано, что в спектре генерируемого высокочастотного излучения присутствует несколько изолированных максимумов, положение которых определяется свойствами среды и толщиной слоя газа. Проиллюстрирована роль учета дисперсии нелинейного показателя преломления в высокочастотной области оптического диапазона спектра при моделировании оптического пробоя. Результаты моделирования сопоставлены с экспериментальными данными по исследованию оптического пробоя слоя гексафторида серы (элегаза).
Ключевые слова: фемтосекундные импульсы, оптический пробой, уширение спектра, дисперсия коэффициента нелинейного показателя преломления.
Коды OCIS: 140.3300, 140.3440.
УДК 535.3, 535: 530.182
Поступила в редакцию 14.02.2013.
ЛИТЕРАТУРА
1. Brabec Th., Krausz F. Intense few-cycle laser fields: Frontiers of nonlinear optics // Rev. Mod. Phys. 2000. V. 72.№ 2. P. 545-591.
2. Paul P.M., Toma E.S., Breger P. Observation of a Train of Attosecond Pulses from High Harmonic Generation // Science. 2001. V. 292. Р. 1689-1692.
3. Панов Н.А., Косарева О.Г., Кандидов В.П., Акозбек Н., Скалора М., Чин С.Л. Локализация плазменного канала при множественной филаментации в воздухе // Квантовая электроника. 2007. Т. 37. № 12. С. 1153-1158.
4. Kosareva O.G., Panov N.A., Urypina D.S., Kirilova M.V., Mazhorova A.V., Savel'ev A.B., Volkov R.V., Kandidov V.P., Chin S.L. Optimization of a femtosecond pulse self-compression region along a filament in air // Applied Physics. B. 2008. V. 91. P. 35-43.
5. Козлов С.А., Сазонов С.В. Нелинейное распространение импульсов длительностью в несколько колебаний светового поля в диэлектрических средах // ЖЭТФ. 1997. Т. 111. В. 2. С. 404-418.
6. Bespalov V.G., Kozlov S.A, Shpolyansky Yu.A., Walmsley I.A. Simplified field wave equations for nonlinear propagation of extremely short light pulses // Phys. Rev. A. 2002. V. 66. 0138111 (10 p.).
7. Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика. М.: Наука, 2004. 657 с.
8. Штумпф С.А., Королев А.А., Козлов С.А. О природе и инерционности нелинейной поляризованности диэлектриков в поле световых импульсов из малого числа колебаний // Известия АН. Сер. физ. 2006. Т. 70. № 1. С.124-130.
9. Штумпф С.А., Королев А.А., Козлов С.А. Динамика сильного поля светового импульса c малым числом колебаний оптического поля в диэлектрической среде // Известия АН. Сер. физ. 2007. Т. 71. № 2. С. 158-161.
10. Андреев А.А., Беспалов В.Г., Городецкий А.А., Козлов С.А., Крылов В.Н., Лукомский Г.В., Новоселов Е.В., Петров Н.В., Путилин С.Э., Штумпф С.А. Генерация сверхширокополосного терагерцового излучения при оптическом пробое воздуха двумя разночастотными фемтосекундны-ми импульсами // Опт. и спектр. 2009. Т. 107. № 4. С. 570-577.
11. Leonard P.J. Refractive indices, Verdet constants, and Polarizabilities of the inert gases // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1974. V. 14. P. 21-37.
12. Vuong L.T., Lopez-Martens R.B., Hauri C., Gaeta A.L. Spectral reshaping and pulse compression via sequential filamentation in gases // Opt. Express. 2008. V. 16. P. 390-401.
13. Nibbering E.T.J., Grillon G., Franco M., Prade B., Mysyrowicz A. Conical emission from self-guided femtosecond pulses in air // J. Opt. Soc. Am. B. 1997. V. 14. P. 62-65.
14. Brabec Th., Krausz F. Nonlinear optical pulse propagation in the single-cycle Regime // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 78. № 17. Р. 3282-3285.
15. Gaeta A.L. Catastrophic collapse of ultrashort pulses // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. № 16. P. 3582-3585.
16. Zhavoronkov N. Efficient spectral conversion and temporal compression of femtosecond pulses in SF6 // Opt. Lett. 2011. V. 36. № 4. P. 529-531.
Полный текст
