Сверхбыстрые процессы в нестационарной фемтосекундной лазерной плазме тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат наук Чижов, Павел Алексеевич

• Чижов, Павел Алексеевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Чижов, Павел Алексеевич

Оглавление

Введение

Список публикаций по теме диссертации

Краткое содержание

Глава 1. Обзор литературы

Глава 1.1. Филаментация лазерного излучения

1.1.1. Введение

1.1.2. Описание процесса филаментации

1.1.3. Методы измерения параметров плазменного канала филамента

Глава 1.2. Генерация терагерцового излученияв лазерной плазме

1.2.1. Введение

1.2.2. Генерация ТГц излучения в лазерной плазме

1.2.3. Детектирование ТГц излучения

1.2.4. Построение изображений в ТГц диапазоне

Глава 2. Исследование образования и распада плазменного канала фемтосекундного филамента

Глава 2.1. Экспериментальная установка по изучению филаментации

лазерного излучения методом просвечивающей интерферометрии

Глава 2.2. Методика обработки интерферограмм

Глава 2.3. Результаты измерений электронной концентрации в плазменном

канале фемтосекунного филамента

Глава 2.4. Анизотропия показателя преломления, связанная с прохождением высокоинтенсивного лазерного импульса

Глава 3. Генерация терагерцового излучения при двухцветном оптическом пробое воздуха

3.1. Генерация при фокусировке двухцветного излучения в газ и предварительно созданную плазму

3.2. Оптимизация средней мощности лазерно-плазменного источника ТГц

излучения в фазово-нестабильной схеме

Глава 4. Измерение электрического поля терагерцовых импульсов в электрооптическом кристалле методом интерферометрии

4.1. Экспериментальная установка

4.2. Обработка полученных данных

4.3. Результаты

Заключение

Список используемых сокращений

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сверхбыстрые процессы в нестационарной фемтосекундной лазерной плазме»

Введение

Актуальность темы

В последние десятилетия был достигнут значительный прогресс в создании лазеров ультракороткой длительности импульсов, на основе усиления чирпированных (фазово-модулированных) импульсов. При фокусировке излучения наиболее мощных фемтосекундных лазеров

23 2

достигается рекордная пиковая интенсивность вплоть до 10 Вт/см [1]. А наиболее короткая длительность импульса, генерируемого такими системами, составляет ~4-6 фс[2,3], что сравнимо с периодом излучения (2,7 фс на длине волны 800 нм). При этом основная масса коммерчески

доступных лазеров с уровнем энергии импульса в единицы-десятки мДж

12 18 2

позволяет достигать интенсивностей 10 —10 Вт/см2 при фокусировке в

атмосфере, достаточной для оптического пробоя газов, в том числе с

многократной ионизацией атомов газа, и наблюдения нелинейно-оптических

эффектов при взаимодействии лазерного излучения с создаваемой им

плазмой, например генерации гармоник.

Длительность импульса таких лазеров позволяет проводить

исследования с временным разрешением в десятки-сотни фс. Для этого в

экспериментах применяются схемы типа накачка-зондирование, в которых

при сканировании задержки зондирующего импульса можно получить

информацию о динамике сверхбыстрых процессов, инициированных

мощным лазерным импульсом того же лазера.

Исследования лазерной плазмы одно из основных направлений в

физике взаимодействия лазерного излучения с веществом. Особенно

интересна нестационарная лазерная плазма, возникающая при воздействии

фемтосекундного лазерного излучения на различные среды. Такая плазма

является мощным источником вторичного излучения: широкополосного

оптического за счет генерации суперконтинуума[4], УФ-излучения за счет

4

генерации гармоник высших порядков[5,6], рентгеновского [6,7], терагерцового[7]. Недавно была также продемонстрирована лазерная генерация в плазме, созданной при филаментации лазерного излучения[8].

Целью диссертационной работы являлось экспериментальное исследование процессов формирования и распада плазменного канала фемтосекундного филамента, а также исследование процесса генерации терагерцового излучения в лазерной плазме, создаваемой при оптическом пробое газов двухчастотными лазерными импульсами.

В рамках этого направления решались следующие основные задачи:

1. Исследование пространственного профиля распределения и динамики электронной концентрации в плазменном канале фемтосекундного филамента методом просвечивающей интерферометрии.

2. Исследование влияния предыонизации среды на эффективность генерации ТГц излучения при оптическом пробое газа двухчастотными лазерными импульсами.

3. Исследование зависимости средней мощности ТГц излучения в фазово-нестабильной схеме при оптическом пробое газов двухчастотными лазерными импульсами с различными состояниями поляризации.

4. Измерение пространственного распределения электрического поля ТГц импульсов методом интерферометрии.

Научная новизна работы заключалась в следующем:

1.Впервые проведены прямые интерферометрические измерения параметров плазменного канала (радиальное распределение электронной плотности) филамента в воздухе, азоте и аргоне при повышенном давлении в диапазоне 1-7 атмосфер.

2. Впервые с помощью поперечной интерферометрии экспериментально зарегистрирована анизотропия показателя преломления при прохождении высокоинтенсивного фемтосекундного лазерного импульса при филаментации лазерного излучения.

3. Впервые исследована стабильность энергии ТГц излучения, генерируемого при оптическом пробое газа двухчастотными лазерными импульсами с эллиптическими поляризациями, в случае взаимной фазовой нестабильности (между импульсами основной и второй гармоник).

4. Разработана и впервые применена методика для измерения пространственно-временного распределения электрического поля ТГц импульса в электрооптическом кристалле с помощью интерферометрии. Практическая значимость

Проведенные измерения параметров плазменного канала фемтосекундного лазерного филамента при различных давлениях дают ценные данные для определения доминирующих путей рекомбинации электронов плазмы, дают сведения о характерных временах жизни филамента, что может быть важно для технических приложений таких как инициация разрядов. Результаты по зависимости средней мощности ТГц излучения, генерируемого при оптическом пробое газов двухчастотными фазово-нестабильными лазерными импульсами, могут быть использованы для создания относительно простого и стабильного источника широкополосного ТГц излучения, подходящего для задач ТГц видения. Разработанная методика измерения электрического поля ТГц импульсов в электрооптическом кристалле может быть использована для контроля параметров ТГц импульсов, определения направления распространения и формы волнового фронта ТГц излучения. Положения, выносимые на защиту:

1. При филаментации в газе (воздух, азот) 2,8 мДж импульсов ^^-лазера с FWHM длительностью импульса 150 фс при фокусировке линзой с фокусным расстоянием f=50 см наблюдается резкий рост начальной электронной концентрации в плазменном канале в диапазоне давлений 3-4 атм.

2. Анизотропия показателя преломления в газе (воздух, аргон, гелий)

достигает значения дп~ -8*10-5 при филаментации импульсов лазера

с FWHM длительностью импульса 40 фс.

6

3. Предыонизация газа фемтосекундным лазерным импульсом приводит к резкому падению эффективности генерации терагерцового излучения при фокусировке двухчастотных фемтосекундных лазерных импульсов.

4. При генерации ТГц излучения в плазме при оптическом пробое воздуха двухчастотными фемтосекундными лазерными импульсами при использовании оптимальных эллиптических поляризаций импульсов основной и второй гармоник в случае нестабильной разницы фаз между импульсами среднеквадратичное отклонение от средней энергии ТГц импульса составляет менее 12 % и в 3,5 раза меньше чем в случае использования сонаправленных линейно поляризованных импульсов основной и второй гармоник.

5. Метод интерферометрии позволяет измерять пространственное распределение электрического поля ТГц-импульсов с амплитудой от 500 В/см по наведенному в электрооптическом кристалле двулучепреломлению.

Достоверность полученных результатов обеспечивается высоким уровнем использованного экспериментального оборудования; применением современных теоретических представлений и методов обработки при анализе данных; сравнением полученных результатов с имеющимися литературными данными; воспроизводимостью результатов.

Личный вклад соискателя в диссертационную работу заключается в активном участии в постановке задач, определении способов их решения, проведении экспериментальной работы, анализе и интерпретации полученных данных, написании статей и апробации результатов. Все результаты, представленные в работе, получены соискателем лично, либо в соавторстве при его непосредственном участии

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на

Седьмой всероссийской школе для студентов, аспирантов, молодых ученых и

специалистов по лазерной физике и лазерным технологиям (г. Москва, июнь

2013), Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике,

7

лазерам, их приложениям и технологиям IC0N0/LAT'2013 (г. Москва, Россия, июнь 2013), Одиннадцатом Международном Междисциплинарном Семинаре LPpM3-XI (г. Будва, Черногория, сентябрь 2013), Восьмой всероссийской школе для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по лазерной физике и лазерным технологиям (г. Санкт-Петербург, июнь 2014), Международной конференции «Оптика лазеров 2014» (г. Санкт-Петербург, июль 2014), Девятой конференции «Современные средства диагностики плазмы и их применение»(г. Москва, ноябрь 2015), Научной сессии НИЯУ МИФИ-2015 (г.Москва, февраль 2015), Конференции 13th Workshop on Complex Systems of Charged Particles and their Interactions with Electromagnetic Radiation (г. Москва, апрель 2015), Девятой всероссийской школе для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по лазерной физике и лазерным технологиям (г. Саров, апрель

2015), научной школе «Нелинейные волны - 2016»(г. Нижний Новгород, март

2016).

Публикации

Результаты по теме диссертации изложены в 14 научных публикациях (6 статей в научных рецензируемых журналах из перечня ВАК) Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка используемой литературы. Общий объем диссертации составляет 110 страниц, включая 53 рисунка.

Список публикаций по теме диссертации

А1. Чижов П.А., Волков Р.В., Букин В.В., Ушаков А.А., Гарнов С.В., Савельев А.Б. Генерация терагерцевого излучения при фокусировке бихроматических фемтосекундных лазерных импульсов в газ и плазму // Квант. электроника.2013.Т. 43№ 4—С. 347-349.

А2. Ushakov A., Volkov R., Savel'ev A., Chizhov P., Bukin V., Garnov S. V. The dependence of terahertz signal and third harmonic amplitudes on mutual polarization of two-color pump components under optical breakdown of air // Proc. SPIE 8846, Terahertz Emitters, Receivers, and Applications IV, 884613 (September 24, 2013)

А3. Chizhov P.A., Ushakov A.A., Bukin V.V.,. Volkov R.V, Garnov S.V., and Savel'ev A.B. Generation of Terahertz Radiation due to Air Breakdown Induced by Two-Frequency Laser Pulses with Different Polarization States // Physics of Wave Phenomena. 2014. V. 22.№ 4.—P. 236-239.

А4. Ushakov A.A., Chizhov P.A., Volkov R.V., Bukin V.V., Garnov S.V. Dependence of the efficiency of terahertz radiation generation on the state of two-color pump field polarization during optical breakdown of air // Bulletin of the Lebedev Physics Institute.2014. V. 41. №7.—P. 200.

А5. Ушаков А.А., Чижов П.А., Волков Р.В., Букин В.В. Зависимость

эффективности генерации терагерцового излучения от состояния

поляризации полей двухцветной накачки при оптическом пробое воздуха

//Сборник тезисов III Международная молодежная научная школа-

конференция Современные проблемы физики и технологий, г. Москва. 2014.

А6. Chizhov P.A., Bukin V.V. and Garnov S.V. Femtosecond filament plasma

channel formation and decay study by transverse optical interferometry // Laser

Optics 2014 International Conference, St. Petersburg.2014.—p.1-1.

А7. Чижов П.А., Букин В.В., Гарнов С.В. Диагностика плазменного канала

фемтосекундного филамента методом интерферометрии // Сборник тезисов

9

IX Конференция «Современные средства диагностики плазмы и их применение», г. Москва. 2014.

А8. Volkov R.V., Chizhov P.A., Ushakov A.A., Bukin V.V., Garnov S.V., Savel'ev A.B. Optimal polarization of a two-colored pump for terahertz generation with a phase-unstable scheme // Laser Phys. 2015. V. 25.—P. 065403. А9. Чижов П.А., Ушаков А.А., Букин В.В., Гарнов С.В. Измерение методом интерферометрии пространственно-временного распределения поля терагерцевых импульсов в электрооптическом кристалле // Квант. электрон.2015.Т.45. № 5.— С. 434-436.

А10. Чижов П.А., Букин В.В., Гарнов С.В. Метод просвечивающей интерферометрии в диагностике распада плазменного канала фемтосекундного филамента // Сборник тезисов IX Всероссийской школы для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по лазерной физике и лазерным технологиям. г. Саров, 2015.

А11. Ушаков А.А., Чижов П.А. , Букин В.В. , Гарнов С.В. Метод интерферометрии для диагностики терагерцового излучения // Сборник тезисов IX Всероссийской школы для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по лазерной физике и лазерным технологиям, г. Саров.2015.

А12. Chizhov P., Bukin V., Garnov S. Interferometry in Femtosecond Laser Plasma Diagnostics // Physics Procedia. 2015. V. 71.—P. 222-226. А13. Chizhov P., Bukin V., Garnov S. Interferometry diagnostics of plasma channel of femtosecond filament // Journal of Physics: Conference Series.2016. V. 666. № 1.—P. 012018.

А14.Чижов П.А., Букин В.В., Ушаков А.А., Гарнов С.В. Особенности динамики электронной плотности при филаментации фемтосекундного лазерного излучения в воздухе при повышенном давлении // Квант. электроника. 2016. Т.46. № 4.—С. 332-334.

Краткое содержание

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и решаемые задачи, представлена научная новизна и практическая ценность полученных результатов, кратко изложены основные результаты выносимые на защиту. Также приведены сведения о апробации работы и личном вкладе автора.

Первая глава диссертации носит обзорный характер. В ней приведены сведения о современном состоянии исследований в областях, которые затрагивает настоящая работа.

В параграфе 1.1 содержится описание явления филаментации лазерного излучения с фемтосекундной длительностью импульса.

В разделе 1.1.1 кратко изложены сведения о экспериментальных исследованиях и практическом применении явления филаментации.

В разделе 1.1.2 приведены основные принципы теоретического описания процесса филаментации и сопутствующих ему процессов.

В разделе 1.1.3 рассмотрены основные методики определения характеристик плазменного канала филамента.

В параграфе 1.2 приводится обзор текущего состояния исследований в области генерации и регистрации ТГц излучения. Основное внимание уделено исследованиям процесса генерации ТГц излучения в лазерном филаменте.

В разделе 1.2.1 дано описание терагерцового диапазона электромагнитного спектра, описаны различные методы генерации терагерцового излучения.

В разделе 1.2.2 рассматриваются методы генерации терагерцового излучения в лазерной плазме, изложены основы теоретического описания генерации ТГц импульсов в случае оптического пробоя газов

двухчастотными лазерными импульсами.

11

В разделе 1.2.3 изложены сведения о методах детектирования ТГц излучения.

В разделе 1.2.4 приведен обзор работ по основным методам построения изображений в ТГц диапазоне.

Вторая глава диссертации посвящена экспериментальным исследованиям плазменного канала фемтосекундного филамента.

В параграфе 2.1 описана экспериментальная установка, которая использовалась для исследований плазменного канала филамента методом просвечивающей интерферометрии.

В параграфе 2.2 описана методика обработки полученных в эксперименте интерферограмм для получения профиля электронной концентрации в плазменном канале фемтосекундного филамента.

В параграфе 2.3 содержатся результаты измерения зависимости пиковой электронной концентрации в плазменном канале филамента в воздухе, азоте и аргоне от времени с момента образования канала вплоть до сотен пс после ионизации среды. Данные зависимости представлены для случаев филаментации при атмосферном давлении для импульсов длительностью 40 фс и 150 фс. Также приведены результаты по исследованию влияния давления в диапазоне 1-7 атмосфер в случае филаментации 150 фс лазерного импульса на величину диаметра плазменного канала и пиковую электронную концентрацию в нем.

В параграфе 2.4 приведены результаты исследования анизотропии показателя преломления на стадии образования плазменного канала. Установлено существование данного эффекта как в молекулярных так и атомных газах.

Третья глава диссертации посвящена исследованиям процесса генерации ТГц излучения при оптическом пробое газов двухчастотными фемтосекундными лазерными импульсами.

В параграфе 3.1 приведены результаты по влиянию предыонизации среды на эффективность генерации ТГц излучения в плазме, при фокусировке двухчастотных лазерных импульсов.

В параграфе 3.2 содержатся исследования генерации ТГц излучения из плазмы, создаваемой двухчастотными лазерными импульсами, в фазово-нестабильной схеме. Исследована зависимость средней мощности ТГц излучения от состояния поляризации компонент двухчастотного импульса, а также долговременная стабильность такого источника ТГц излучения.

Четвертая глава диссертации посвящена эксперименту по регистрации пространственно-временного распределения электрического поля ТГц импульсов, генерируемых в лазерной плазме при оптическом пробое двухчастотными фемтосекундными лазерными импульсами, методом интерферометрии.

В параграфе 4.1 приводится описание экспериментальной схемы использованной для регистрации ТГц импульсов.

В параграфе 4.2 содержится описание методики измерений поля.

В параграфе 4.3 содержатся полученные в измерениях распределения поля ТГц импульсов и проводится анализ результатов измерений.

В заключении обсуждаются основные выводы по результатам диссертации

Глава 1. Обзор литературы

Глава 1.1. Филаментация лазерного излучения

1.1.1. Введение

Явление филаментации основано на механизме самофокусировки лазерного излучения, открытие которого произошло в начале 1960-х годов вскоре после изобретения лазера[9,10]. До этого, в 1962 году, было высказано предположение о существовании волноводного режима распространения пучка электромагнитного излучения в нелинейно-оптической среде[11]. Впервые светящаяся нить (филамент) наблюдалась в органических жидкостях при фокусировке наносекундного лазерного излучения мощностью 20 МВт[12]. По измерению зависимости профиля пучка от расстояния были получены параметры филамента и критическая мощность самофокусировки в сероуглероде[13]. Самофокусировка в воздухе зарегистрирована впервые в [14] при внешней фокусировке и в [15] для коллимированного пучка. В излучении с высокой интенсивностью может развиваться мелкомасштабная самофокусировка, при которой лазерный пучок распадается из-за модуляционной неустойчивости интенсивного светового поля в среде с керровской нелинейностью[16]. Такая мелкомасштабная фокусировка может приводить к повреждению оптических элементов, что отмечено еще в экспериментальных работах 1970-х годов в с усилителями на неодимовом стекле[ 17,18].

Долгое время полагали, что фемтосекундные лазерные импульсы не

подходят для распространения на длинные расстояния даже в воздухе. Так

14

для дистанции на воздухе в 1 км фемтосекундный лазерный импульс длительностью 30 фс с размером перетяжки 5 мм в линейном режиме распространения должен ослабляться по интенсивности примерно в 5000 раз из-за дифракции (100 раз) и дисперсии групповых скоростей (50 раз). Однако, в 1995 году в работе[19] интенсивность в лазерном пучке не уменьшалась, а существенно возрастала, что приводило к прогоранию зеркала на расстоянии 10 м от лазера. То же зеркало, помещенное вблизи лазера, не прогорало. К повреждению зеркала вел нелинейный режим распространения лазерного пучка за счет самофокусировки, при этом повреждения на зеркале возникали на протяжении нескольких метров вдоль оси распространения лазерного излучения. Таким образом было обнаружено явление филаментации фемтосекундного лазерного излучения. Уже в следующем 1996 году расстояние, на котором наблюдался филамент составило 50 м [4]. По мере увеличения мощности лазерных систем это расстояние достигло сотен метров[20], а затем и километров при горизонтальной филаментации в воздухе у поверхности земли[21]. За счет высокой интенсивности филамент является источником вторичного излучения, так в работе [4] отмечена коническая эмиссия суперконтиннума в виде разноцветных колец. При филаментации в атмосфере белый свет на высоте до 2 км зарегистрирован в работе [22]. На 5 ТВт системе ТегашоЬИе (793 нм, 70 фс, 350 мДж, диаметр пятна 5 см) получено изображение "следа" излучения на основной гармонике на высотах до 20 км [23], зарегистрировано многократное рассеяние УФ части спектра суперконтинуума в дымке на высотах в несколько км [24].

Методы, основанные на явлении филаментации, широко применяются

при зондировании атмосферы излучением суперконтинуума (например [22,

24]). В экспериментах по дистанционной эмиссионной спектроскопии при

генерации филаментом плазмы на мишени, удаленной на расстояние 90 м,

зарегистрированы спектры меди и стали [25]. Возможность управления

высоковольтным электрическим разрядом с помощью плазменного канала

15

впервые продемонстрирована в [26]. В [27] предложено использовать фемтосекундное излучение ближнего ИК диапазона для записи элементов микрооптики в прозрачных твердых телах.

1.1.2. Описание процесса филаментации

Рассмотрим коллимированный лазерный импульс с гауссовым распределением интенсивности, который распространяется в прозрачной среде. В центральной части импульса высокая интенсивность будет создавать керровскую добавку к показателю преломления Ап = п2/, где п2— коэффициент добавки второго порядка (по величине электрического поля) к показателю преломленияп, а / —интенсивность. Вдали от линий поглощения оптических материалов эта нелинейная добавка имеет положительный знак. Таким образом центральная часть импульса будет распространятся медленнее из-за более высокого значения показателя преломления, что приведет к искривлению волнового фронта и самофокусировке лазерного излучения.

Самофокусировка является пороговым процессом, для непрерывного лазерного излучения с гауссовым профилем интенсивности этот порог составляет величину:

где X—длина волны лазерного излучения. Эта величина отвечает условию, когда весь пучок непрерывного излучения испытывает самофокусировку как единое целое. В случае высокоинтенсивных сверхкоротких фемтосекундных лазерных импульсов и теория[28], и эксперимент[29] самофокусировка для случая непрерывного излучения неправильно описывает поведение

импульса. Происходящий на самом деле процесс хорошо описывается моделью движущихся фокусов. Считается, что временная огибающая распределения мощности или интенсивности описывается вектором Пойнтинга, при этом импульс эквивалентен набору тонких слоев со своей мощностью (интенсивностью). Тогда, если считать, что пиковая мощность намного превосходит мощность самофокусировки, а импульс имеет гауссов профиль в пространстве, центральный слой с пиковой интенсивностью будет коллапсировать на расстоянии, определяемым выражением [30]:

0.367 к г 2 _ „ч

= 7х—1/2-?-Т/2, (1.2)

([Ш -0.852 -°.°2191

как если бы этот слой был непрерывным лазерным пучком. Здесь к— волновое число, а г—радиус лазерного пучка по уровню интенсивности 1 /е, Р—пиковая мощность в слое. Этот центральный слой сфокусируется первым. При этом по мере увеличения интенсивности начнется частичная ионизация среды, в которой происходит фокусировка. Возникающая плазма приводит к дефокусировке излучения в слое, это отраженное излучение может снова самофокусироваться либо оставаться в так называемом резервуаре филамента[31-33]. При этом важно отметить, что внутри филамента происходит самоограничение пиковой интенсивности излучения. Так для филаментации коллимированного лазерного излучения в воздухе

13 2

пиковая интенсивность оказывается порядка 5*10 Вт/см [34-36].

Слои, расположенные во времени на переднем фронте импульса (до центрального пика), и обладающие мощностью, превышающую критическую мощность самофокусировки из (1.1), также будут испытывать коллапс на расстояниях определяемых выражением (1.2), но со другим значением пиковой мощности. Слои также будут давать вклад в импульс при обратном отражении или в резервуар филамента. Слои, расположенные на заднем фронте импульса, должны были бы фокусироваться в те же точки, что и аналогичные по интенсивности слои на переднем фронте. Однако на их пути

уже присутствует плазма, созданная предыдущими слоями. Таким образом при филаментации лазерного излучения возникает сложное распределение интенсивности[37,38]. Процесс образования филамента схематически изображен на Рисунке 1.1[39]. При распространении лазерного излучения последовательное чередование керровской самофокусировки и самодефокусировки в созданной слоем плазме создает ряд горячих точек вдоль оси распространения, т.е. филаментации [29,31,40,41]. При небольших потерях энергии на ионизацию может наблюдаться повторная самофокусировка слоя[31,42]. Такое поведение демонстрирует Рисунок 1.2, на котором есть несколько последовательно расположенных областей с уплотнением плазмы.

Рисунок 1.1. Схематическое изображение процесса филаментации лазерного излучения.

Рисунок 1.2. Изображение люминесценции плазменного канала фемтосекундного филамента, при фокусировке линзой с фокусным расстоянием 5 м лазерного импульса лазера (длина волны 800 нм,

энергия импульса 13 мДж, FWHM длительность спектрально ограниченного

импульса 45 фс). Более яркая люминесценция соответствует области с более плотной плазмой.

Внесение фокусирующей линзы в пучок приведет к смещению точки

начала филамента из формулы (1.2). Новое расстояние будет задаваться

следующим выражением: 1 1 1

7 = 7, (1.3)

zf / zf

где —новое расстояние, на котором должен происходить коллапс слоя. На основе этого принципа можно контролировать место филамента в пространстве при помощи простой системы двух линз[43].

Из выражений (1.2) и (1.3) видно, что управлять местом образования филамента в пространстве можно несколькими способами. Кроме упомянутого варианта с системой линз, возможно изменение за счет управления параметрами лазерного импульса. Например, можно изменять пиковую мощность импульса путем внесении положительного или отрицательного чирпа[39]. Другим легко варьируемым параметром является радиус пучка. Комбинируя эти подходы можно добиться любого расстояния до места образования филамента вплоть до бесконечности (т.е избежать филаментации)[44].

Стоит отметить, что при филаментации лазерного излучения происходит фильтрация пространственных мод. Связано данное явление с тем, что основная мода имеет наименьший радиус, что согласно (1.2) обеспечивает наименьшее расстояние до начала образования филамента. Излучение с модами более высокого порядка имеют больший радиус и будут обладать большей дистанцией самофокусировки. Это приведет к тому, что еще до достижения интенсивности достаточной для ионизации среды, произойдет рассеяние излучения данных мод на плазме, созданной излучением основной моды. Таким образом плазма будет создаваться лишь основной модой, а энергия мод более высокого порядка будет рассеяна в

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чижов, Павел Алексеевич, 2016 год

Список литературы

1. Yanovsky V., Chvykov V., Kalinchenko G., Rousseau P., Planchon T., Matsuoka T., Maksimchuk A., Nees J., Cheriaux G., Mourou G. and Krushelnick K. Ultra-high intensity 300 TW laser at 0.1 Hz repetition rate // Opt. Exp. 2008. V. 16. — P. 2109.

2. Baltuska A., Wei Z., Pshenichnikov M., and Wiersma D. Optical pulse compression to 5 fs at a 1-MHz repetition rate // Opt. Lett. 1997. V. 22. — P.102.

3. Morgner U., Kartner F.X., Cho S.H., Fujimoto J.G., Ippen E.P., Scheuer V., Angelow G., Tschudi T. Sub-two-cycle pulses from a Kerr-Lens mode-locked Ti:sapphire laser // Opt. Lett. 1999. V. 24.—P. 411-413.

4. Nibbering E.T.J., Curley P.F., Grillon G., Prade B.S., Franco M.A., Salin F., Mysyrowicz A. Conical emission from self-guided femtosecond pulses in air // Opt. Lett. 1996. V. 21. № 1.— P. 62-64.

5. Corkum P. B. Plasma perspective on strong-field multiphoton ionization // Phys. Rev. Lett. 1993 V. 71. № 13.— P. 1994-1997.

6. Takahashi E.J., Nabekawa Y., Otsuka T., Obara M. and Midorikawa K. Generation of highly coherent submicrojoule soft x rays by high-order harmonics // Phys. Rev. A. 2002. V. 66. № 2.—P. 021802(R).

7. Hamster H., Sullivan A., Gordon S., White W. and Falcone R. W. Subpicosecond Electromagnetic Pulses from Intense Laser-Plasma Interaction // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 71. № 17.— P. 2725-2728.

8. Liu Y., Mitryukovskiy S., Ding P., Houard A., and Mysyrowicz A. Lasing from Plasma Filaments in Air // in CLEO: 2015, OSA Technical Digest (online) (Optical Society of America, 2015), paper SM2N.2.

9. Chiao R.Y., Garmire E., and Townes C.H. Self-Trapping of Optical Beams // Phys. Rev. Lett. 1964. V. 13.— P. 479

10. Hercher M. Laser-induced Damage in Transparent Media // J. Opt. Soc. Am. 1964. V. 54.—P. 563.

11. Askar'yan G.A. Effects of the gradient of a strong electromagnetic beam on electrons and atoms// JETP. 1962. V. 15. P. 1088-1090.

12. Pilipetskii N.F., Rustamov A.R. Observation of self-focusing of light in liquids // JETP Lett. 1965. V. 2.—P. 55-56.

13. Garmire E., Chiao R.Y., Townes C.H. Dynamics and Characteristics of the Self-Trapping of Intense Light Beams // Phys. Rev. Lett. 1966. V. 16.—P. 347.

14. Korobkin V.V., Alcock A.J. Self-Focusing Effects Associated with Laser-Induced Air Breakdown // Phys. Rev. Lett. 1968. V. 21. № 20.—P. 1433.

15. Basov N.G., Kryukov P.G., Senatskii Yu.V., Chekalin S.V. Production of Powerful Ultrashort Light Pulses in a Neodymium Glass Laser // JETP. 1970. V. 30. № 4.—P. 641-645.

16. Беспалов В.И., Таланов В.И. О нитевидной структуре пучков света в нелинейных жидкостях // Письма в ЖЭТФ. 1966. Т. 3. № 12.—С. 471-476.

17. Басов Н.Г., Зарицкий А.Р., Захаров С.Д., Крюков П.Г., Матвеец Ю.А., Сенатский Ю.В., Федосимов А. И., Чекалин С. В. Получение мощных световых импульсов на длинах волн 1,06 и 0,53 мкм и их применение для нагрева плазмы II. Лазер на неодимовом стекле с преобразованием излучения во вторую гармонику // Квант. электрон. 1972. Т. 6.—С. 50-55.

18. Fleck J.A. Jr., Layne C. Study of self-focusing damage in a high-power Nd:glass-rod amplifier // Appl. Phys. Lett. 1973. V. 22.—P. 467.

19. Braun A., Korn G., Liu X., Du D., Squier J., Mourou G. Self-channeling of high-peak-power femtosecond laser pulses in air // Opt. Lett. 1995. V. 20. № 1.— P. 73-75.

20. La Fontaine, B., Vidal, F., Jiang, Z., Chien, C.Y., Comtois, D., Desparois, A., Johnston, T.W., Kieffer, J.-C., Pepin, H. Filamentation of ultrashort pulse laser beams resulting from their propagation over long distances in air // Phys. Plasmas 1999. V. 6.—P. 1615.

21. Mechain, G., D'Amico, C., Andre, Y.-B., Tzortzakis, S., Franco, M., Prade, B., Mysyrowicz, A., Couairon, A., Salmon, E., Sauerbrey, R. Length of plasma

filaments created in air by a multiterawatt femtosecond laser // Opt. Commun. 2005. V. 247. — P. 171-180.

22. Wöste L, Wedekind C, Wille H, Rairoux P, Stein B, Nikolov S, Werner C, Niedermeier S, Ronneberger F, Schillinger H, Sauerbrey R Femtosecond atmospheric lamp // Laser und Optoelektronik 1997. V. 29. № 5.—P. 54.

23. Wille H., Rodriguez M., Kasparian J., Mondelain D., Yu J., Mysyrowicz A., Sauerbrey R., Wolf J. P. and Wöste L. Teramobile: A mobile femtosecond-terawatt laser and detection system // Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2002. V. 20.—P. 183.

24. Kasparian J., Rodriguez M., Méjean G., Yu J., Salmon E., Wille H., Bourayou R., Frey S., André Y.-B., Mysyrowicz A., Sauerbrey R., Wolf J.-P., Wöste L. White-Light Filaments for Atmospheric Analysis // Science. 2003. V. 301. № 5629.—P. 61.

25. Stelmaszczyk K., Rohwetter P., Méjean G., Yu J., Salmon E., Kasparian J., Ackermann R., Wolf J.-P. and Wöste L. Long-distance remote laser-induced breakdown spectroscopy using filamentation in air // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 85. № 18.—P. 3977-3979.

26. Tzortzakis S., Prade B., Franco M., Mysyrowicz A., Hüller S., and Mora P. Femtosecond laser-guided electric discharge in air // Phys. Rev. E. 2001. V. 64. № 5.— P. 057401.

27. Davis K.M., Miura K., Sugimoto N., Hirao K. Writing waveguides in glass with a femtosecond laser // Opt. Lett. 1996. V. 21. № 21.— P. 1729-1731.

28. Kandidov V.P., Kosareva O.G., Golubtsov I.S., Liu W., Becker A., Aközbek N., Bowden C.M., and Chin S.L. Self-transformation of a powerful femtosecond laser pulse into a white-light laser pulse in bulk optical media (or supercontinuum generation) // Appl. Phys. B. 2003. V. 77. № 2.—P. 149-165.

29. Brodeur A., Chien C.Y., Ilkov F.A., Chin S.L., Kosareva O.G., and Kandidov V.P. Moving focus in the propagation of ultrashort laser pulses in air // Opt. Lett. 1997. V. 22. № 5.—P. 304-306.

30. Marburger J.H. Self-focusing: Theory // Prog. Quantum Electron. 1975. V. 4. № 35.— P. 110.

31. Mlejnek M., Wright E.M., and Moloney J.V. Dynamic spatial replenishment of femtosecond pulses propagating in air // Opt. Lett. 1998. V. 23. № 5.—P. 382-384.

32. Mlejnek M., Wright E.M., and Moloney J.V. Moving-focus versus self-waveguiding model for long-distance propagation of femtosecond pulses in air // IEEE J. Quantum Electron. 1999. V. 35. № 12.—P. 1771-1776.

33. Кандидов В.П. , Косарева О.Г. , Колтун А.А. Нелинейно-оптическая трансформация мощного фемтосекундного лазерного импульса в воздухе // Квант. электрон. 2003. Т. 33. № 1.— С. 69-75.

34. Kasparian J., Sauerbrey R., and Chin S.L. The critical laser intensity of self-guided light filaments in air // Appl. Phys. B. 2000. V. 71. № 6.—P. 877-879.

35. Becker A., Akozbek N., Vijayalakshmi K., Oral E., Bowden C.M., and Chin S.L. Intensity clamping and re-focusing of intense femtosecond laser pulses in nitrogen molecular gas // Appl. Phys. B. 2001. V. 73. № 3.—P. 287-290.

36. Liu W., Petit S., Becker A., Akozbek N., Bowden C. M., and Chin S. L. Intensity clamping of a femtosecond laser pulse in condensed matter // Opt. Commun. 2002. V. 202. № 1-3.—P. 189.

37. Fujimoto M., Aoshima S., and Tsuchiya Y. Multiframe observation of an intense femtosecond optical pulse propagating in air // Opt. Lett. 2002. V. 27.—P. 309-311.

38. Akozbek N., Bowden C.M., Talebpour A., and Chin S.L. Femtosecond pulse propagation in air: Variational analysis // Phys. Rev. E. 2000. V.61. № 4.— P. 4540.

39. Chin S.L., Hosseini S.A., Liu W., Luo Q., Theberge F., Akozbek N., Becker A., Kandidov V.P., Kosareva O.G., and Schroeder H. The propagation of powerful femtosecond laser pulses in optical media: physics, applications, and new challenges // Can. J. Phys. 2005. V. 83.—P. 863-905.

40. Kosareva O.G., Kandidov V.P., Brodeur A., and Chin S.L. From filamentation in condensed media to filamentation in gases // J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 1997. V. 6.—P. 485.

41. Chiron A., Lamoroux B., Lange R., Ripoche J.-F., Franco M., Prade B., Bonnaud G., Riazuelo G., and 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.

42. Talebpour A., Petit S., and Chin S.L. Re-focusing during the propagation of a focused femtosecond Ti:Sapphire laser pulse in air // Opt. Commun. 1999. V. 171. № 4-6.—P. 285-290.

43. Fibich G., Sivan Y., Ehrlich Y., Louzon E., Fraenkel M., Eisenmann S., Katzir Y., and Zigler A. Control of the collapse distance in atmospheric propagation // Opt. Express. 2006. V. 14. № 12.—P. 4946-4957.

44. Chin S. L. Femtosecond Laser Filamentation, Monography // Springer series on Atomic, Optical, and Plasma Physics, V. 55. Springer Sci. Business Media, New York, 2010.

45. Liu W. and Chin S. L. Abnormal wavelength dependence of the self-cleaning phenomenon during femtosecond-laser-pulse filamentation // Phys. Rev. A. 2007. V. 76. № 1.— P. 013826.

46. Theberge F., Akozbek N., Liu W., Becker A., and Chin S. L. Tunable Ultrashort Laser Pulses Generated through Filamentation in Gases // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. № 2.—P. 023904.

47. Shwa D., Eisenmann S., Marcus G., and Zigler A. Using the self-filtering property of a femtosecond filament to improve second harmonic generation // Opt. Express. 2009. V. 17. № 8.—P. 6451-6456.

48. Theberge F., Liu W., Simard P. Tr., Becker A., and Chin S. L. Plasma density inside a femtosecond laser filament in air: Strong dependence on external focusing // Phys. Rev. E. 2006. V. 74. № 3.—P. 036406.

49. Mlejnek M., Kolesik M., Moloney J. V., and Wright E. M. Optically Turbulent Femtosecond Light Guide in Air // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 83. № 15.—P. 2938.

50. Luo Q., Hosseini S.A., Liu W., Gravel J.F., Kosareva O.G., Panov N.A., Akozbek N., Kandidov V.P., Roy G., and Chin S.L. Effect of beam diameter on the

propagation of intense femtosecond laser pulses // Appl. Phys. B. 2005. V. 80. № 1.—P. 35-38.

51. Kosareva O.G., Panov N.A., Akozbek N., Kandidov V.P., Luo Q., Hosseini S.A., Liu W., Gravel J. F., Roy G., and Chin S.L. Controlling a bunch of multiple filaments with a beam diameter // Appl. Phys. B. 2006. V. 82. № 1.— P. 111-122.

52. Hosseini S.A., Luo Q., Ferland B., Liu W., Akozbek N., Roy G., and Chin S.L. Effective length of filaments measurement using backscattered fluorescence from nitrogen molecules // Appl. Phys. B. 2003. V. 77. № 6.—P. 697-702.

53. Hosseini S.A., Luo Q., Ferland B., Liu W., Chin S.L., Kosareva O.G., Panov N.A., Akozbek N., and Kandidov V.P. Competition of multiple filaments during the propagation of intense femtosecond laser pulses // Phys. Rev. A. 2004. V. 70. № 3.—P. 033802.

54. Hauri C.P., Gautier J., Trisorio A., Papalazarou E. and Zeitoun P. Two-dimensional organization of a large number of stationary optical filaments by adaptive wavefront control // Appl. Phys. B. 2008. V. 90. № 3-4.—P. 391-394.

55. Rohwetter P., Queisser M., Stelmaszczyk K., Fechner M., and Woste L. Laser multiple filamentation control in air using a smooth phase mask // Phys. Rev. A. 2008. V. 77. № 1.—P. 013812.

56. Chin S.L., Brodeur A., Petit S., Kosareva O.G., and Kandidov V.P. Filamentation and supercontinuum generation during the propagation of powerful ultrashort laser pulses in optical media(white light laser) // J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 1999. V. 8.—P. 121-146.

57. Brodeur A., Ilkov F.A., and Chin S.L. Beam filamentation and the white light continuum divergence // Opt. Commun. 1996. V. 129. № 3-4.—P. 193-198.

58. Berge L. and Couairon A. Nonlinear propagation of self-guided ultra-short pulses in ionized gases // Phys. Plasmas. 2000. V. 7.—P. 210.

59. Couairon A. and Berge L. Modeling the filamentation of ultra-short pulses in ionizing media // Phys. Plasmas. 2000. V. 7.—P. 193.

60. Sprangle P., Penano J.R., and Hafizi B. Propagation of intense short laser pulses in the atmosphere // Phys. Rev. E. 2002. V. 66.— P. 046418.

61. Akozbek N., Scalora M., Bowden C.M., and Chin S.L. White-light continuum generation and filamentation during the propagation of ultra-short laser pulses in air // Opt. Commun. 2001. V. 191. № 3-6.— P. 353-362.

62. Tzortzakis S., Franco M.A., André Y.B., Chiron A., Lamouroux B., Prade B.S., Mysyrowicz A. Formation of a conducting channel in air by self-guided femtosecond laser pulses // Phys. Rev. E. 1999. V. 60. № 4.— P. R3505-R3507.

63. Abdollahpour D., Suntsov S., Papazoglou D.G., and Tzortzakis S. Measuring easily electron plasma densities in gases produced by ultrashort lasers and filaments // Opt. Express. 2011. V. 19. № 18.—P. 16866-16871.

64. Akturk S., Zhou B., Franco M., Couairon A., and Mysyrowicz A. Generation of long plasma channels in air by focusing ultrashort laser pulses with an axicon // Opt. Commun. 2009. V. 282.—P. 129-134.

65. Liu J.S., Duan Z.L., Zeng Z.N., Xie X.H., Li R.X.,. Chin S.L, and Xu Z.Z. Time-resolved investigation of low-density plasma channels produced by a kilohertz femtosecond laser in air // Phys. Rev. E. 2005. V. 72. № 2.— P. 026412.

66. Papazoglou D.G. and Tzortzakis S. In-line holography for the characterization of ultrafast laser filamentation in transparent media // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 93. № 4.—P. 041120-041123.

67. Букин В.В., Воробьев Н.С., Гарнов С.В., Конов В.И., Лозовой В.И., Малютин А.А., Щелев М.Я., Яцковский И.С. Динамика формирования и развития фемтосекундной лазерной микроплазмы в газах // Квант. электроника.2006. Т. 36. № 7.—С. 638-645.

68. Bodrov S., Bukin V., Tsarev M., Murzanev A., Garnov S., Aleksandrov N. and Stepanov A. Plasma filament investigation by transverse optical interferometry and terahertz scattering // Opt. Express. 2011. V.19. № 7.—P. 6829-6835.

69. Chien C.Y., La Fontaine B., Desparois A., Jiang Z., Johnston T.W., Kieffer J.C., Pepin H., and Vidal F. Single-shot chirped-pulse spectral

interferometry used to measure the femtosecond ionization dynamics of air // Opt. Lett. 2000. V. 25. № 8.— P. 578-580.

70. Zhang X.-C., Xu J. Introduction to THz Wave Photonics // Springer Science+Business Media, LLC 2010.

71. Валитов Р.А., Макаренко Б.И. Измерения на миллиметровых и субмиллиметровых волнах. Методы и техника // Радио и связь. 1984.

72. Koichi M., Miyamoto K., Ujita S., Saito T., Ito H., and Omatsu T. Dual-frequency picosecond optical parametric generator pumped by a Nd-doped vanadate bounce laser // Opt. Express. 2011. V. 19. №19.— P.18523-18528.

73. Zernike F. Jr. and Berman P. R. Generation of Far Infrared as a Difference Frequency // Phys. Rev. Lett. 1965. V. 15.—P. 999-1001.

74. Yajima T. and Inoue K. Submillimeter-wave generation by optical difference-frequency mixing of ruby R1 and R2 Laser lines // Phys. Lett. A. 1968. V. 26. № 7.— P. 281-282.

75. Басов Н.Г., Летохов В.С. Оптическая накачка газов // ФИАН. 1969. Препринт 80.

76. Chang T.Y. and Bridges T.J. Laser action at 496 and 541 um in optically pumped CH3F // Opt. Commun. 1970. V. 1.—P. 423-426.

77. Дюбко С.Ф., Фесенко Л.Д. Таблицы линий генерации лазеров дальнего инфракрасного диапазона с оптической накачкой // Харьков ИРЭ РАН УССР 1979. Препринт 137, 138.

78. Knight D.J.E. Ordered list of far infrared laser lines (continious, X>12 um) // NPL Report Qu 45 (1st revision)-Teddington, Middlesekx TW11-OLW UK. 1981.

79. Fattinger C., and Grischkowsky D. Terahertz beams // Appl. Phys. Lett. 1989. V. 54. № 6.—P. 490-494.

80. Ralph S.E., and Grischkowsky D. Trap-enhanced electric field in semi-insulators: the role of electrical and optical carrier injection // Appl. Phys. Lett. 1991. V. 59.— P. 1972-1974.

81. Liu K., Xu J., Yuan T. and Zhang X.-C. Terhertz radiation from InAs induced

by carrier diffusion and drift // Phys. Rev. B. 1992. V. 73.— P. 155330-155335.

104

82. Hebling J., Yeh K.-L., Hoffmann M.C., Bartal B., and Nelson K.A. Generation of high power terahertz pulses by tilted-pulse-front excitation and their application possibilities // J. Opt. Soc. Am. B. 2008. V. 25. № 7.— P. B6-B19.

83. Vicario C., Ovchinnikov A.V., Ashitkov S.I., Agranat M.B., Fortov V.E., Hauri C.P. Generation of 0.9 mJ THz Pulses in DSTMS Pumped by a Cr:Mg2SiO4 Laser // Opt. Lett. 2014. V. 39 № 23.— P. 6632-6635.

84. Faist J., Capasso F., Sivco D. L., Sirtori C., Hutchinson A.L., and Cho A.Y. Quantum cascade laser // Science. 1994. V. 264. № 5158.— P. 553-556.

85. Mahler L., Tredicucci A., Kohler R., Beltram F., Beere H.E., Linfield E.H., and Ritchie D.A. High-performance operation of single-mode terahertz quantum cascade lasers with metallic gratings // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 87. — P. 181101.

86. Hamster H., Sullivan A., Gordon S., and Falcone R.W. Short-pulse terahertz radiation from high-intensity-laser-produced plasma // Phys. Rev. E. 1994. V. 49.—P. 671.

87. Голубев С.В., Суворов Е.В., Шалашов А.Г. О возможности генерации терагерцового излучения при оптическом пробое плотного газа // Письма в ЖЭТФ. 2004. Т. 79. № 8.—С. 443.

88. Lai C.H., Liou R., Katsouleas T.C., Muggli P., Brogle R., Joshi C., and Mori W.B. Demonstration of Microwave Generation from a Static Field by a Relativistic Ionization Front in a Capacitor Array // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. № 23.— P. 4764-4767.

89. Loffler T., Jacob F., and Roskos H.G. Generation of terahertz pulses by photoionization of electrically biased air // Appl. Phys. Lett. 2000. V. 77.— P. 453455.

90. Cook D.J. and Hochstrasser R.M. Intense terahertz pulses by four-wave rectification in air // Opt. Lett. 2000. V. 25. № 16.—P. 1210-1212.

91. Kress M., Loffler T., Eden S., Thomson M., and Roskos H. G. Terahertz-pulse generation by photoionization of air with laser pulses composed of both

fundamental and second-harmonic waves // Opt. Lett. 2004. V. 29. № 10.— P. 1120-1122.

92. Xie X., Dai J., and Zhang X.-C. Coherent Control of THz Wave Generation in Ambient Air // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96.—P. 075005.

93. Yamaguchi M. and Das J. Terahertz wave generation in nitrogen gas using shaped optical pulses // J. Opt. Soc. Am. B. 2009. V. 26. № 9. —P. А90-А94.

94. Kim K.Y., Glownia J.H., Taylor A.J., Rodriguez G. Terahertz emission from ultrafast ionizing air in symmetry-broken laser fields // Opt. Express. 2007. V.15. № 8.—P. 4577-4584.

95. KreB M., Loffler T., Thomson M. D., Dorner R., Gimpel H., Zrost K., Ergler T., Moshammer R., Morgner U., Ullrich J., and Roskos H.G. Determination of the carrier-envelope phase of few-cycle laser pulses with terahertz-emission spectroscopy // Nat. Phys. 2006. V.2.— P. 327-331.

96. Muller H.G. An efficient propagation scheme for the time-dependent Schrodinger equation in the velocity gauge // Laser Phys. 1999. V. 9.—P. 138.

97. Blanchard F., Sharma G., Ropagnol X., Razzari L., Morandotti R. and Ozaki T. Improved terahertz two-color plasma sources pumped by high intensity laser beam // Opt. Express. 2009. V. 17. № 8.—P. 6044-6052.

98. You Y.S., Taek I.O., and Kim K.-Y. Mechanism of elliptically polarized terahertz generation in two-color laser filamentation // Opt. Lett. 2013. V. 38. № 7.—P. 1034-1036.

99. Kim K.-Y., Glownia J.H., Antoinette J.T., and Rodriguez G. High-Power Broadband Terahertz Generation via Two-Color Photoionization in Gases // IEEE J. of Quantum Electronics. 2012. V. 48. № 6.—P. 797-805.

100. Kress M., Loffler T., Thomson M., Roskos H.G. Broadband THz emission from gas plasmas induced by femtosecond optical pulses: From fundamentals to applications // Laser & Photon. Rev. 2007. V. 1. № 4.— P. 349.

101. Zahl H.A. and Golay M.J.E. Pneumatic Heat Detector // Re. Sci. Inst., V.17.

102. Выставкин А.Н., Годик Э.Э., Губанков В.Н. и др.

"Высокочувствительные приемники электромагнитных излучений" // в кн.:

106

Проблемы современной радиотехники и электроники под ред. В.А. Котельникова. М. Наука. 1980.— C. 437.

103. Афяногенов В.М., Трифонов В.И. Малоинерционный детектор миллиметрового излучения на основе n-InSb // ПТЭ. 1971. Т. 6.—С. 114-116.

104. Ричардс П., Аурахер Ф., Ван Друзер Т. Смешение и детектирование миллиметровых и субмиллиметровых волн сверхпроводящими слабыми звеньями // ТИИЭР. 1973. Т. 61. № 1.—С. 44-55.

105. Rutledge D. B., Schwarz S. E. and Adams A. T. Infrared and Submillimeter Antennas // Infrared Physics. 1978. V. 18— P. 713-729.

106. McIntosh K. A., Brown E. R., Nichols K. B., McMahon O. B., DiNatale W. F. and Lyszczarz T. M. Terahertz photomixing with diode lasers in low-temperature-grown GaAs // Appl. Phys. Lett. 1995. V.67.—P. 3844.

107. Grischkowsky D., Keiding S. R., van Exter M. P., and Fattinger C. Far-infrared time-domain spectroscopy with terahertz beams of dielectrics and semiconductors // J. Opt. Society Am. B. 1990. V. 7. № 10.—P. 2006-2015.

108. Dai J., Xie X., and Zhang X.-C. Detection of broadband terahertz waves with a laser-induced plasma in gases // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97 № 10.— P. 103903.

109. Karpowicz N., Dai J., Lu X., Chen Y., Yamaguchi M., Zhao H., Zhang X.-C., Zhang L., Zhang C., Price-Gallagher M., Fletcher C., Mamer O., Lesimple A. and Johnson K. Coherent heterodyne time-domain spectrometry covering the entire "terahertz gap" // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. —P. 011131.

110. Finn R. S., and Ward J. F. DC-induced optical second harmonic generation in the inert gases // Phys. Rev. Lett. 1971. V. 26. № 6.—P. 285-289.

111. Dobroiu A., Otani C., and Kawase K. Terahertz-wave sources and imaging applications // Meas. Sci. Technol. 2006. V. 17. № 11.—P. R161-R174.

112. Mittleman D. M., Jacobsen R. H., and Nuss M. C. T-ray imaging // IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 1996. V. 2. № 3.—P. 679-692.

113. Lee Y.-S. Principles of Terahertz Science and Technology // Springer US. 2009.

114. Jiang Z., Zhang X. Terahertz Imaging via Electrooptic Effect // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 1999. V. 47. № 12.—P. 2644.

115. Jiang Z, Zhang X., Member S. Measurement of Spatio-Temporal Terahertz Field Distribution by Using Chirped Pulse Technology // IEEE J. Quantum Electron. 2000. V. 36. № 10.—P. 1214-1222.

116. Jiang Z., Zhang X.-C. Single-shot spatiotemporal terahertz field imaging // Opt. Lett. 1998. V. 23. № 14.—P. 1114-1116.

117. Mittleman D.M., Gupta M., Neelamani R., Baraniuk R.G., Rudd J.V., and Koch M. Recent advances in terahertz imaging // Appl. Phys. B. 1999. V. 68. № 6.—P. 1085-1094.

118. Wu Q., Hewitt T.D., and Zhang X.-C. Two-dimensional electro-optic imaging of THz beams // Appl. Phys. Lett. 1996. V. 69.—P. 1026.

119. Usami M., Iwamoto T., Fukasawa R., Tani M., Watanabe M., and Sakai K. Development of a THz spectroscopic imaging system // Phys. Med. Biol. 2002. V. 47. № 21.—P. 3749-3753.

120. Behnken B.N., Karunasiri G., Chamberlin D.R., Robrish P.R., and Faist J. Real-time imaging using a 2.8THz quantum cascade laser and uncooled infrared microbolometer camera // Opt. Lett. 2008. V. 33. № 5.—P. 440-442.

121. Букин В.В., Гарнов С.В., Малютин А.А., Стрелков В.В. Фемтосекундная лазерная микроплазма оптического пробоя газов: динамика процессов ионизации и постионизации // Квант. Электроника. 2007, Т. 37. № 10.— С. 961-966.

122. Takeda M., Ina H., Kobayashi S. Fourier-transform method of fringe-pattern analysis for computer-based topography and interferometry // J. Opt. Soc. Am. 1982. V. 72. № 1.—P. 156-160.

123. Nugent K. Interferogram analysis using an accurate fully automatic algorithm // Appl. Opt. 1985. V. 24 № 18.—P. 3101-3105.

124. Ландау Л.Д., Лифщиц Е.М. Теоретическая физика. Т III: Квантовая Механика. Нерелятивистская Теория // М. Наука. 1989.

125. Chin S.L., Wang T.-J., Marceau C., Wu J., Liu J.S., Kosareva O.G., Panov N.A., Chen Y.P., Daigle J.-F., Yuan S., Azarm A., Liu W. W., Seideman T., Zeng H. P., Richardson M., Li R., and Xu Z.Z. Advances in intense femtosecond laser filamentation in air // Las. Phys. 2012. V. 22. № 1.—P. 1-53.

126. Loriot V., Hertz E., Faucher O., and Lavorel B. Measurement of high order Kerr refractive index of major air components // Opt. Express. 2009. V. 17. № 16.— P. 13429-13434.

127. Balakin A.V., Borodin A.V., Kotelnikov I.A., Shkurinov A.P. Terahertz emission from a femtosecond laser focus in a two-color scheme // J. Opt. Soc. Am. 2010. V. 27. № 1.—P. 16-26.

128. Kosareva O.G., Panov N.A., Volkov R.V., Andreeva V.A., Borodin A.V., Esaulkov M.N., Chen Y., Marceau C., Makarov V.A., Shkurinov A.P., Savel'ev A.B., and Chin S.L. Analysis of dual frequency interaction in the filament with the purpose of efficiency control of THz pulse generation // J. Infrared Milli. Terahz. Waves. 2011. V. 32. № 10.—P. 1157-1167.

129. Ammosov M. V., Delone N. B. and Krainov V. P. Tunnel ionization of complex atoms and of atomic ions in an alternating electromagnetic field // Sov. Phys. JETP. 1986. V. 64. №6—P. 1191.

130. Wen H. and Lindenberg A.M. Coherent terahertz polarization control through manipulation of electron trajectories // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 103. № 2.— P. 023902.

131. Esaulkov M., Kosareva O., Makarov V., Panov N. and Shkurinov A. Simultaneous generation of nonlinear optical harmonics and terahertz radiation in air: polarization discrimination of various nonlinear contributions // Front. Optoelectron. 2015. V. 8. № 1.—P. 73-80.

132. Casalbuoni S., Schlarb H., Schmidt B., Schmuser P., Steffen B.,Winter A. Numerical studies on the electro-optic detection of femtosecond electron bunches // Phys. Rev. Spec. Topics-Accelerators and Beams. 2008. V. 11. № 7.— P. 072802.

133. Yariv A. and Yeh P. Optical Waves in Crystals-Propagation and Control of Laser Radiation // John Wiley & Sons. New York. 1984.