РАЗРАБОТКА ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВ И СОЗДАНИЕ ФЕМТОСЕКУНДНЫХ
ЛИДАРОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Координатор: д-р физ.-мат. наук Матвиенко Г. Г.

Исполнители: ИОА, ИЛФ СО РАН

Исследованы генерационные свойства новой лазерной среды — кристалла Ti:BeAl2O4. Разработана структура гибридной тераваттной фемтосекундной лазерной системы. Создана фотоакустическая методика измерения малых оптических потерь, позволяющая разделять объемные и поверхностные потери. Созданы быстродействующие твердотельные насыщающиеся поглотители на основе квантово-размерных полупроводниковых структур.

Выполнены первые комплексные исследования взаимодействия мощных фемтосекундных лазерных импульсов с компонентами атмосферы. Расчетным путем обосновано уменьшение факторов эффективности рассеяния фемтосекундных импульсов до значений в два раза меньших по сравнению со стационарным и протяженным импульсным излучением. Это предсказывает распространение сверхкоротких импульсов в аэрозольной атмосфере с меньшими энергетическими потерями. Первые эксперименты по изучению нелинейно-оптических эффектов в атмосферных аэрозольных частицах под действием фемтосекундных импульсов продемонстрировали возможность двухфотонной люминесценции в спонтанном и вынужденном режимах (см. рисунок).

Двухфотонно-возбужденная люминесценция при облучении капель с красителем лазерным импульсом фемтосекундной длительности.

Figure. Two-photon excited luminescence in dyed water droplets by femtosecond laser radiation.

Предложены алгоритмы обращения уравнения лазерного зондирования атмосферы с учетом формирования на участке трассы зондирования внутриатмосферного импульсного белого источника света — “суперконтинуума” для оценки профилей концентрации газовых примесей и коэффициентов ослабления атмосферы.

Показано, что в области создании лидарных систем на основе фемтосекундной лазерной техники и в атмосферной фемтосекундной оптике атмосферы мощные тераваттные лидары могут использовать явления нелинейной атмосферной оптики. Практическое значение прежде всего имеют лидары с генерацией в атмосфере суперконтинуума. Интерпретация эхо-сигналов на расстояниях, превышающих область суперконтинуума, может осуществляться в рамках линейной оптики.

 

Список основных публикаций

  1. Пестряков Е. В., Алимпиев А. И., Матросов В. Н. Перспективы развития фемтосекундных лазерных систем на кристаллах бериллиевых алюминатов, активированных ионами хрома и титана// Квантовая электроника. 2001. т. 31, № 8. с. 689—696.

  2. Pestryakov E. V., Petrov V. V., Trunov V. I., Kirpichnikov A. V., Volkov A. G., Alimpiev A. I., Radionov A. Ja. Be3Al2Si6O18 single crystal doped with Jahn-Teller ions: a promising active media for superbroadband lasers// Laser Phys. 2001. V. 11, N 10. P. 1138—1141.

  3. Пономарев Ю. Н., Булатова И. А., Фирсов К. М., Кистенев Ю. В. Прохождение импульсов излучения фемтосекундного лазера на сапфире с титаном на горизонтальных и наклонных трассах// Оптика атмосферы и океана. 2001. Т. 14, № 9. С. 792—794.

  4. Землянов А. А., Гейнц Ю. Э. Резонансное возбуждение светового поля в слабопоглощающих сферических частицах фемтосекундным лазерным импульсом. Особенности нелинейно-оптических взаимодействий// Там же. № 5. С. 349—359.

  Оглавление Далее