Самофокусировка коротких лазерных импульсов

Самофокусировка коротких лазерных импульсов. Выше качественно рассмотрена картина стационарной самофокусировки. При этом ничего не было сказано о природе возникновения нелинейной добавки к показателю преломления в поле мощного лазера излучения. В газах и жидкостях основными механизмами возникновения этой добавки являются эффект Керра и электрострикция. Эффект Керра возникает вследствие ориентации анизотропных молекул электрическим полем световой волны. Под электрострикцией понимают изменение плотности среды под действием электрического поля в свою очередь изменение массовой плотности среды сопровождается и соответствующим изменением показателя преломления. В твердых телах появление наведенной полем нелинейной добавки к показателю преломления связано с электрострикцией и электронной нелинейностью. В большинстве сред заметное изменение показателя преломления наступает только под действием достаточно мощных импульсных лазеров. [c.189]

С практической точки зрения самофокусировка света играет важную роль в возникновении пробоя оптических материалов, что, в частности, ограничивает предельную мощность излучения в мощных лазерных системах, используемых в экспериментах по лазерному управляемому термоядерному синтезу. Самовоздействие коротких лазерных импульсов, распространяющихся в оптическом волокне, вызывает появление фазовой самомодуляции, которая в последние годы широко используется для сжатия световых импульсов до предельно малых длительностей, не превышающих нескольких периодов световой волны [7] (см. также 1.5). [c.185]

Рассмотрим качественно картину нестационарной самофокусировки коротких лазерных импульсов [4]. На рис. 3.4 показано, как будут распространяться в среде различные части импульса. На передней части фронта импульса (обозначенной на рисунке буквой а) нелинейная добавка к показателю преломления мала и свет дифрагирует здесь по мере распространения, как в линейном случае. Часть Ь импульса встречает на своем пути уже несколько большее индуцированное изменение показателя преломления, однако недостаточное для возникновения самофокусировки, поэтому эта часть импульса тоже дифрагирует, хотя и в меньшей степени. Части с —f импульса встречают изменение показателя преломления наведенное предшествующими частями импульса, достаточное для самофокусировки. Однако на больших расстояниях из-за дифракции передней части импульса эта наведенная нелинейная добавка к п будет меньше, и в конце концов весь пучок будет дифрагировать. Минимальный диаметр пучка в фокусе обыч1ю ограничивается каким-либо другим нелинейным процессом. [c.190]

В случае сильной фазовой самомодуляции, сопровождающей самофокусировку коротких лазерных импульсов, наблюдаемое спектральное уширение импульсов достигает десятков обратных сантиметров дпя наносе-кундных входных импульсов и тысяч обратных сантиметров для пикосекундных импульсов. [c.192]

Значения пороговой интенсивности проявления эффекта керровской самофокусировки в атмосфере для импульсов длительностью /и lO близки к порогу пробоя воздуха, либо превышают его (см. [47]). Известно [47], что с уменьшением длительности импульса пороги пробоя возрастают, и проявление эффекта Керра в самовоздействии лазерного пучка в допробойном режиме распространения становится возможным для более коротких импульсов (/ 10 с). [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...