Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634558)
Контекстум
.
Оптика атмосферы и океана

Оптика атмосферы и океана №8 2011 (301,40 руб.)

0   0
Страниц88
ID155646
АннотацияЖурнал посвящен проблемам атмосферной оптики, включая спектроскопию, турбулентность, нелинейные явления в атмосфере и океане. Кроме того, к основным направлениям журнала относятся дистанционное зондирование атмосферы и подстилающей поверхности с космических, наземных, судовых и самолетных станций; исследования, связанные с климатом и экологией, а также созданием, испытанием и применением приборов и методов для таких исследований, включая обработку получаемой информации (обратные задачи, передача изображений, адаптивная оптика, лазеры, лидары.
Оптика атмосферы и океана : Научный журнал .— Новосибирск : Издательство Сибирского отделения Российской академии наук .— 2011 .— №8 .— 88 с. — URL: https://rucont.ru/efd/155646 (дата обращения: 19.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Академика Зуева, 1 Поступила в редакцию 16.03.2011 г. Теоретически рассмотрена динамика образования светового филамента при нестационарной самофокусировке фемтосекундного лазерного импульса сверхкритической мощности в воздухе. <...> При этом наименьший размер фокальной перетяжки имеют временные слои, расположенные в центре и на заднем фронте импульса, а наибольший на переднем. <...> Совокупность фокальных пятен отдельных временных слоев импульса формирует протяженную перетяжку переменного диаметра, представляющую собой световой филамент. <...> Ключевые слова: ультракороткое лазерное излучение, самофокусировка, филаментация, фотоионизация, движущиеся фокусы; ultrashort laser radiation, Kerr self-focusing, laser filamentation, photoionization, moving focuses. <...> Филаментация мощного лазерного излучения фемтосекундной длительности, происходящая вследствие нестационарной керровской самофокусировки импульса в среде, уже несколько десятилетий является объектом пристального изучения специалистов различных стран (наиболее полное состояние проблемы представлено в обзорах [13] и монографиях [4, 5]). <...> Она трактует световой филамент как множество локальных Многофокусная структура светового филамента 641 нелинейных фокусов, производимых различными пространственными зонами пучка, которые (фокусы) разнесены по трассе и в целом образуют единый световой канал высокой интенсивности. <...> Динамику образования светового филамента при нестационарной самофокусировке лазерного импульса сверхкритической мощности рассмотрим на языке усредненных (эффективных) параметров излучения, одним из которых является эффективный радиус пучка. <...> Напомним, что эффективный радиус светового пучка Ret (в дальнейшем будем называть его мгновенным эффективным радиусом) есть нормированный центрированный момент второго порядка по интенсивности излучения, и его квадрат имеет следующее выражение: 2 Ret (z) = 1 P(z) d r I(r ,z)( r 2 2 rgr 2 R ), (1) где r = e x x + ey y поперечная координата; ex, ey 2 направляющие орты <...>
Оптика_атмосферы_и_океана_№8_2011.pdf
«Îïòèêà атмосферы и îêåàíà», 24, ¹ 8 (2011) НЕЛИНЕЙНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В АТМОСФЕРЕ И ОКЕАНЕ УДК 004.41, 621.378.33, 535.016 Многофокусная структура светового филамента Þ.Ý. Ãåéíö, À.À. Землянов * Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН 634021, ã. Òîìñê, ïë. Академика Çóåâà, 1 Поступила в редакцию 16.03.2011 ã. Теоретически рассмотрена динамика образования светового филамента при нестационарной самофокусировке фемтосекундного лазерного импульса сверхкритической мощности в воздухе. В терминологии эффективного радиуса пучка проведена качественная интерпретация данного процесса в рамках модели филамента как множества нелинейных фокусов, образованных при послойной фокусировке светового импульса. При этом наименьший размер фокальной перетяжки имеют временные слои, расположенные в центре и на заднем фронте импульса, а наибольший – на переднем. Совокупность фокальных пятен отдельных временных слоев импульса формирует протяженную перетяжку переменного диаметра, представляющую собой световой филамент. Ключевые слова: ультракороткое лазерное излучение, самофокусировка, филаментация, фотоионизация, движущиеся ôîêóñû; ultrashort laser radiation, Kerr self-focusing, laser filamentation, photoionization, moving focuses. Филаментация мощного лазерного излучения фемтосекундной длительности, происходящая вследствие нестационарной керровской самофокусировки импульса в среде, уже несколько десятилетий является объектом пристального изучения специалистов различных стран (наиболее полное состояние проблемы представлено в обзорах [1–3] и монографиях [4, 5] ). Такой интерес обусловлен, прежде всего, перспективами использования данного явления в ряде практических атмосферных приложений, таких как создание протяженного ионизированного канала в атмосфере [6], многокомпонентное детектирование загрязняющих веществ [7], передача световой энергии [8], генерация в терагерцовом диапазоне электромагнитных импульсов [9] и äð. Физическая причина филаментации заключается в сильной пространственно-временной самомодуляции фемтосекундного импульса при его распространении в среде, проявляющейся во временной компрессии импульса и последующем распаде пучка в поперечном направлении на области с высокой интенсивностью. При этом средний диаметр филамента в атмосферном воздухе для ИК-излучения составляет порядка сотни микрометров, пиковая интенсивность достигает сотен тераватт на квадратный сантиметр, а средняя протяженность филамента на горизонтальной атмосферной трассе, как правило, десятков метров [2]. В теоретическом плане для описания филаментации светового импульса широко используется формализм нелинейного уравнения Шредингера (НУШ) [4], которое представляет собой дифференциальное ______________ * Юрий Эльмарович Гейнц (ygeints@iao.ru); Александр Анатольевич Землянов (zaa@iao.ru). уравнение в частных производных параболического типа и позволяет рассчитать медленно меняющуюся амплитуду световой волны в рамках параксиального, однонаправленного распространения в нелинейной среде. Модель оптической нелинейности газовой среды включает в себя, как правило, электронный и молекулярный эффекты Керра, нелинейную рефракцию и поглощение в формирующейся в канале пучка плазме, а также нелинейности высших порядков по полю [1]. В общем случае для корректного описания самофокусировки фемтосекундных импульсов необходимо численное решение четырехмерного НУШ для вектора электрического поля, что даже при современном состоянии вычислительных мощностей компьютеров является непростой задачей и поэтому существенно ограничивает диапазон параметров лазерного излучения, которые могут быть численно исследованы. Эта проблема стимулировала появление качественных моделей самофокусировки и филаментации фемтосекундного импульса, которые трактуют данный процесс с точки зрения известных физических ситуаций, например модель самонаведенного диэлектрического волновода [10], модель динамически восполняющегося «фотонного резервуара» [11], модель нелинейных конических волн (X-волн) [12] и, наконец, модель движущихся нелинейных фокусов [13, 14]. Ни одна из этих моделей не может считаться универсальной, каждая из них описывает только одну или несколько сторон наблюдаемого явления, однако все они хотя и являются качественными, но способны дать и количественные оценки некоторых параметров процесса. Модель движущихся фокусов (ДФ) исторически была первой физической моделью филамента. Она трактует световой филамент как множество локальных Многофокусная структура светового филамента 641
Стр.1

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
.
.