News

17 June 2024

Optics and Laser Technology:  Усиленная турбулентностью генерация терагерцового излучения с помощью нескольких хаотически распределенных в воздухе фемтосекундных филаментов. П.А. Бабушкин , А.Д. Булыгин , Ю.Е. Гейнц, А.М. Кабанов, В.К. Ошлаков, А.В. Петров, Е.Е. Хорошаева

Optics and Laser Technology: Turbulence-enhanced THz generation by multiple chaotically-distributed femtosecond filaments in air. P.A. Babushkin , A.D. Bulygin , Yu.E. Geints, A.M. Kabanov , V.K. Oshlakov , A.V. Petrov, E.E. Khoroshaeva

Исследования генерации микроволнового (терагерцового) излучения в среде при взаимодействии с сильными оптическими полями являются актуальной и быстро развивающейся научной темой, что обусловлено ее широкими прикладными аспектами, в том числе для атмосферной оптики, где терагерцовый диапазон важен для дистанционной лазерной диагностики атмосферных газов и техногенных загрязнений.  В отличие от традиционных методов генерации, лазерная генерация ТГц излучения в воздухе не приводит к необратимому разрушению активной среды, поскольку воздух является самовосполняющимся ресурсом. На практике ТГц излучение можно получить путем филаментации одиночного фемтосекундного импульса (так называемая  одноцветная филаментация) или пары коллинеарно распространяющихся импульсов с разными длинами волн.
При самофокусировке и филаментации мощных фемтосекундных лазерных импульсов в воздухе, источником ТГц излучения становится плазма, образующаяся в филаментах. Одной из основных проблем  генерации ТГц излучения с помощью филаментов является низкая эффективность преобразования оптической энергии.

В Институте оптики атмосферы  им. В.Е. Зуева СО РАН провели исследование по генерации ТГц излучения при одноцветной филаментации сфокусированных лазерных импульсов в воздухе. Отличительной особенностью исследования является то, что фемтосекундный оптический импульс распространяется через нагретый слой воздуха, содержащий случайно-неоднородные возмущения показателя преломления, что имитирует сильную турбулентность воздуха. Впервые показано, что турбулентный слой воздуха в начале оптического пути позволяет увеличить выход ТГц излучения до полутора  раз за счет образования множества хаотически расположенных филаментов, возникающих в результате случайных возмущений.


 

Back