Влияние задержанного эффекта Керра на распространение интенсивного фемтосекундного лазерного импульса в атмосфере при различном давлении

Sun Wenyang, Wang Le, Wang Lei, Zhao Qing

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

L. Wang, Q. Zhao, W. Sun, L. Wang Influence of retarded Kerr effect on the intense femtosecond laser propagating in the atmosphere at different pressures (Влияние задержанного эффекта Керра на распространение интенсивного фемтосекундного лазерного импульса в атмосфере при различном давлении) [на англ. яз.] // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 7. С. 18–22. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-07-18-22

L. Wang, Q. Zhao, W. Sun, L. Wang Influence of retarded Kerr effect on the intense femtosecond laser propagating in the atmosphere at different pressures (Влияние задержанного эффекта Керра на распространение интенсивного фемтосекундного лазерного импульса в атмосфере при различном давлении) [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2021. V. 88. № 7. P. 18–22. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-07-18-22

Ссылка на англоязычную версию:

L. Wang, Q. Zhao, W. Sun, and L. Wang, "Influence of the retarded Kerr effect on an intense femtosecond laser propagating in the atmosphere at different pressures," Journal of Optical Technology. 88(7), 364-367 (2021). https://doi.org/10.1364/JOT.88.000364

Аннотация:

Использована 2D+1 модель для изучения влияния задержанного эффекта Керра на распространение интенсивного фемтосекундного лазерного импульса в атмосфере при различном давлении. Численное моделирование показало, что при увеличении давления влияние этого эффекта на уменьшение пикового значения осевой интенсивности лазерного излучения снижается, а его способность к увеличению дистанции самофокусировки увеличивается.

Ключевые слова:

задержанный эффект Керра, давление, интенсивность лазерного излучения, самофокусировка

Благодарность:

Работа выполнена при поддержке Проекта по поддержке талантов Научно-технологического университета провинции Аньхой (гранты №№ DQYJ202004 и DQYJ202005), Фонда естественных наук провинции Аньхой (грант № 2008085QF328), университетских совместных инновационных проектов провинции Аньхой (грант № GXXT-2019-018).

Коды OCIS: 190.0190, 190.3270

Список источников:

1. Chiron A., Lamouroux B., Lange R., Ripoche J.F., Franco M., Prade B., Bonnaud G., Riazuelo G., Mysyrowicz A. Numerical simulations of the nonlinear propagation of femtosecond optical pulses in gases // Eur. Phys. J. D. 1999. V. 6. № 3. P. 383–396.
2. Kudryashov S.I. Microscopic model of electronic Kerr effect in strong electric fields of intense femtosecond laser pulses // Quantum Electronics and Laser Science Conf. IEEE, 2005. P. 1639–1641.
3. Nurhuda M., Suda A., Midorikawa K. Generalization of the Kerr effect for high intensity, ultrashort laser pulses // New. J. Phys. 2008. V. 10. № 5. P. 456–460.
4. Wahlstrand J.K., Cheng Y.H., Milchberg H.M. Absolute measurement of the transient optical nonlinearity in N2, O2, N2O, and Ar // Phys. Rev. A. 2012. V. 85. № 4. P. 1073–1079.
5. Li S.Y., Guo F.M., Song Y., Chen A.M., Yang Y.J., and Jin M.X. Influence of group-velocity-dispersion effects on the propagation of femtosecond laser pulses in air at different pressures // Phys. Rev. A. 2014. V. 89. № 2. P. 023809.
6. Qi X., Ma C., Lin W. Pressure effects on the femtosecond laser filamentation // Opt. Commun. 2016. V. 358. P. 126–131.
7. Xi T.T., Lu X., Zhang J. Interaction of light filaments generated by femtosecond laser pulses in air // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96. P. 025003.
8. Xi T.T., Lu X., Zhang J. Spatiotemporal moving focus of long femtosecond-laser filaments in air // Phys. Rev. E. 2008. V. 78. P. 055401.
9. Tzortzakis S., Bergé L., Couairon A., Franco M., Prade B., and Mysyrowicz A. Breakup and fusion of selfguided femtosecond light pulses in air // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 86. P. 5470.
10. Fill E.E. Focusing limits of ultrashort laser pulses: Analytical theory // JOSA B. 1994. V. 11. № 11. P. 2241–2245.
11. Nibbering E.T.J., Grillon G., Franco M.A., Prade B.S., Mysyrowicz A. Determination of the inertial contribution to the nonlinear refractive index of air, N2, and O2 by use of unfocused high-intensity femtosecond laser pulses // JOSA B. 1997. V. 14. № 13. P. 650–660.
12. Mlejnek M., Wright E.M., Moloney J.V. Dynamic spatial replenishment of femtosecond pulses propagating in air // Opt. Lett. 1998. V. 23. № 5. P. 382–384.
13. Blow K.J., Wood D. Theoretical description of transient stimulated Raman scattering in optical fibers // IEEE. J. Quantum Electron. 1990. V. 25. № 12. P. 2665–2673.
14. Scalora M., Crenshaw M.E. A beam propagation method that handles reflections // Opt. Commun. 1994. V. 108. P. 191–196.
15. Kewitsch A.S., Yariv A. Self-focusing and self-trapping of optical beams upon photopolymerization // Opt. Lett. 1996. V. 21. № 1. P. 24–26.
16. Dawes E.L., Marburger J.H. Computer studies in self-focusing // Phys. Rev. 1969. V. 179. № 3. P. 862–868.
17. Marburger J. Self-focusing: Theory // Prog. Quantum Electron. 2012. V. 4. № 1. P. 35–110.
18. Wang L., Ma C.L., Qi X.X., and Lin W.B. The impact of the retarded Kerr effect on the laser pulses propagation in air // Eur. Phys. J. D. 2015. V. 69. P. 72.
19. Ma C., Lin W. Normal dispersion effects on the nonlinear focus // JOSA B. 2016. V. 33. № 6. P. 1055–1059.