Сверхширокополосное преобразование фемтосекундных оптических импульсов в средах с нестационарным нелинейным откликом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат физико-математических наук Анашкина, Елена Александровна

• Анашкина, Елена Александровна
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Анашкина, Елена Александровна

Содержание

Введение

Глава 1. Генерация предельно коротких импульсов в кварцевых световодах со смещенной длиной волны нулевой дисперсии

1.1. Введение

1.2. Модель распространения импульсов со сверхширокополосным спектром в оптических световодах

1.3. Теоретическая оптимизация параметров световодов и входных импульсов при многосолитонной компрессии

1.4. Экспериментальное исследование параметров эрбиевого волоконного задающего лазерного источника

1.5. Экспериментальное получение предельно коротких импульсов

и измерение их параметров методом FROG

1.6. Выводы к первой главе

Глава 2. Преобразование фемтосекундного излучения эрбиевой волоконной системы в диапазон 0.8-1.2 мкм

2.1. Введение

2.2. Экспериментальное получение импульсов вблизи 1 мкм, оптически синхронизированных с предельно короткими импульсами

2.3. Генерация дисперсионных волн при компрессии солитона высокого порядка

2.4. "Соударение" дисперсионных волн с фундаментальным соли-тоном

2.5. Квазисинхронное распространение фундаментального солитона и дисперсионных волн

2.6. Усиление дисперсионных волн в активных иттербиевых световодах

2.7. Выводы ко второй главе

Глава 3. Нелинейно-оптическое преобразование фемтосекундного излучения эрбиевой волоконной системы в диапазон длин волн свыше 2 мкм в германо-силикатных световодах

3.1. Введение

3.2. Параметры германо-силикатных стекол и световодов

3.3. Анализ дисперсионных свойств германо-силикатных световодов

3.4. Теоретический анализ спектрально-временной эволюции оптических импульсов

3.5. Экспериментальное исследование генерации рамановских со-литонов в диапазоне длин волн свыше 2 мкм в световодах с

30 мол.% содержанием диоксида германия в сердцевине

3.6. Генерация сверхширокополосного суперконтинуума в двух последовательно соединенных световодах с 30 мол.% и 97 мол.% содержанием диоксида германия в сердцевине

3.7. Измерение импульсов методом ХИКЮ

3.8. Распространение импульсов в многомодовых световодах 97 мол.% содержанием диоксида германия в сердцевине

3.9. Анализ нестабильности времени прихода сигнала

3.10. Выводы к третьей главе

Глава 4. Генерация и реконструкция электрического поля сверхмощных предельно коротких импульсов, получаемых при самокомпрессии на плазменной кильватерной волне

4.1. Введение

4.2. Особенности взаимодействия сверхмощного лазерного импуль-

са с плазменной кильватерной волной

4.3. Постановка эксперимента

4.4. Измерение сверхмощных предельно коротких импульсов методом SPIDER

4.5. Выводы к четвертой главе

Заключение

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сверхширокополосное преобразование фемтосекундных оптических импульсов в средах с нестационарным нелинейным откликом»

Введение

Актуальность работы

Проблема сверхширокополосного преобразования фемтосекундных лазерных импульсов, которая включает в себя как получение оптических импульсов предельно коротких длительностей с малым числом осцилляций электрического поля, так и генерацию суперконтинуума с шириной спектра, сравнимой с несущей частотой, является активной областью экспериментальных исследований, а также объектом теоретической физики, изучающей нелинейную динамику волновых полей с временными масштабами, соизмеримыми с периодом поля. Актуальность данного круга задач обусловлена большим количеством приложений в науке, технике и технологии.

Приложения источников широко перестраиваемых импульсов и спектрального суперконтинуума весьма разнообразны [1]: биомедицина, нелинейная спектроскопия [2], экологический мониторинг [3]. Разработка источников суперконтинуума позволила совершить революционный прогресс в оптической метрологии, обеспечив беспрецедентно высокую точность измерений [4]. Источники когерентного суперконтинуума со стабилизированной фазой находят применение в космических исследованиях [5] и развитии навигационных спутниковых систем, позволяя установить привязку между частотами оптического диапазона и радиодиапазона [6].

В качестве приложений предельно коротких импульсов отметим исследование сверхбыстрых процессов, генерацию и детектирование терагерцового излучения [7, 8]. Предельно короткие сверхмощные импульсы открывают возможности для генерации высоких гармоник [9], формирования аттосекундных импульсов [10], ускорения электронов и ионов [11], генерации гамма-излучения [11].

В настоящее время активно исследуется проблема сверхширокополосно-

го преобразования фемтосекундных оптических импульсов в различных нелинейных средах, в числе которых волоконные световоды и плазма. Несмотря на разные механизмы нестационарных откликов, под которыми понимается реакция материальной среды на воздействие лазерного поля, внешнее проявление эффектов весьма схоже. При распространении импульсов с достаточно высокой интенсивностью в среде наводятся нелинейные изменения показателя преломления, распределение которых непостоянно в пространстве и времени и зависит от интенсивности лазерного поля. За счет наличия градиента эффективного показателя преломления вдоль направления распространения сигнала различные участки импульсов приобретают разный фазовый набег. Фазовая модуляция вдоль импульсов отвечает появлению новых компонент в частотном спектре, и при дальнейшем распространении за счет дисперсионных эффектов происходит изменение временной структуры сигнала [12]. В волоконных световодах нестационарное распределение показателя преломления вдоль импульсов обусловлено практически мгновенным нелинейным электронным откликом среды и взаимодействием электронного возбуждения атомов с молекулярными колебаниями, а дисперсионные эффекты определяются хроматической дисперсией стекол, из которых изготовлены световоды, и волноводной составляющей [13]. При распространении импульсов в газах в условиях превышения порога ионизации существенный вклад в нестационарное распределение показателя преломления вносит ионизационная нелинейность, а для сверхсильных оптических полей в условиях полной ионизации материальной среды нестационарное распределение показателя преломления вдоль импульсов обусловлено нелинейностью электронного отклика в плазме за счет релятивистских поправок, в то время как дисперсионные эффекты обусловлены законом дисперсии поперечных электромагнитных волн в плазме [14].

Генерация полей фемтосекундных длительностей с широкополосным спек-

тром осуществлялась до недавнего времени главным образом твердотельными лазерными системами, однако, как показали достижения волоконно-оптических технологий последних лет, волоконные лазерные системы с успехом могут претендовать на решение данной задачи, а с точки зрения практического использования имеют значительные преимущества [15]. Уступая по энергетическим характеристикам твердотельным системам, волоконные лазеры и нелинейно-оптические устройства обладают такими преимуществами, как высокая эффективность преобразования энергии накачки в энергию излучения, связанная с волноводной геометрией, эффективный отвод тепла и высокое качество пространственного профиля лазерного пучка, а также низкая стоимость, компактность, отсутствие юстировок в процессе работы.

Волоконные световоды существенно расширяют возможности наблюдения нелинейно-оптических явлений благодаря использованию волноводного распространения света. Несмотря на то, что нелинейности кварцевых стекол - традиционных материалов для изготовления волокон - гораздо меньше, чем нелинейности многих кристаллов и жидкостей, большие трассы взаимодействия света с веществом приводят эффективному нелинейному взаимодействию [16].

Мощным толчком для развития волоконной оптики явилось создание оптических волокон с низкими потерями [17], открывшее возможность создания высокоскоростных волоконно-оптических систем связи. Это стимулировало разработку целого ряда световодов, включая световоды со смещенной дисперсией групповых скоростей, волокна с изменяющейся по длине дисперсией и др. [18, 19]. Однако, область применения волокон оказалась значительно шире, чем системы связи [1]. Стартуя с лазерных источников с синхронизацией мод, в различных типах световодов были получены предельно короткие импульсы [20-23], спектральный суперконтинуум и частотно-перестраиваемые импульсы (см. [24-26] и цитированную там литературу). Однако, проблема

преобразования импульсов с высокой эффективностью в заданном спектральном диапазон все еще требует внимания исследователей.

В главах 1-3 данной работы теоретически и экспериментально исследуются методы формирования в оптических световодах предельно коротких импульсов, генерация суперконтинуума, изучаются процессы взаимодействия отдельных спектральных компонент суперконтинуума - солитонов и дисперсионных волн, позволяющие осуществить перестройку высокочастотных компонент и расширить границы суперконтинуума. Также исследуется возможность освоения диапазона длин волн свыше 2 мкм при использовании германо-силикатных световодов за счет осуществления рамановской перестройки частоты солитонных импульсов и генерации сверхширокополосного суперконтинуума. Задающим источником для спектрально-временных преобразований импульсов при распространении в нелинейных световодах является разработанная в Институте прикладной физики РАН A.B. Андриановым и C.B. Муравьевым фемтосекундная эрбиевая лазерная система.

Полученные в главах 1-3 результаты относятся к длине волны излучения фемтосекундной накачки вблизи 1.5 мкм, что позволяет продемонстрировать сверхширокополосную перестройку длины волны импульсов в диапазоне 0.8-2.6 мкм. Однако результаты могут быть непосредственно перенесены и в другой спектральный диапазон, например, в оптический при накачке фо-тонно-кристаллических волокон излучением иттербиевых или титан-сапфировых лазеров, а также в средний ИК диапазон при накачке соответствующих волокон (фторидных, халькогенидных или туллуритных) импульсами с выхода тулиевых задающих источников.

Тематика четвертой главы, как и работы в целом, относится к получению и реконструкции оптических полей импульсов со сверхширокополосным спектром, в том числе, содержащих малое число осцилляций электрического поля. Однако, в отличие от предыдущих глав, в которых обсуждалось получение

импульсов ианоджоульного уровня энергии, в данной главе обсуждается получение и диагностика релятивистски сильных предельно коротких импульсов с энергией джоульного уровня.

Помимо генерации обозначенных выше оптических волновых полей, важной задачей является измерение профиля их интенсивности и фазы. Ввиду малости длительности сигнала традиционные методы временных измерений с использованием фотоэлектронных устройств и самых быстродействующих осциллографов обеспечивают на порядки худшее разрешение, чем характерные длительности ультракоротких импульсов [27]. В связи с этим разрабатываемые методики основываются на корреляционных принципах [28]. В нашей работе также большое внимание уделяется диагностике сигналов на выходе нелинейных световодов методами FROG (frequency-resolved optical gating) [29] и XFROG (cross-correlation FROG) [30]. В главе 4 рассматривается проблема измерения сверхмощных предельно коротких импульсов, получаемых за счет самокомпрессии при распространении в прозрачной плазме, методом SPIDER (spectral phase interferometry for direct electric-field reconstruction) [31].

Цель диссертационной работы

Целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное исследование сверхширокополосного преобразования фемтосекунд-ных импульсов, в том числе получение и измерение предельно коротких импульсов с малым числом осцилляций электрического поля, генерация спектрального суперконтинуума, перестройка в диапазоне, сравнимом с несущей частотой, в средах с нестационарным нелинейным откликом - волоконных световодах и прозрачной плазме, включая

1) генерацию предельно коротких импульсов, содержащих малое число осцилляций оптического поля, в кварцевых световодах со смещенной длиной волны нулевой дисперсии;

2) исследрвание генерации дисперсионных волн и повышение их частоты

в диапазоне 0.8-1.2 мкм при взаимодействии с фундаментальными солитона-ми, а также солитонами высших порядков в волоконных световодах;

3) получение частотно-перестраиваемых импульсов в диапазоне длин волн свыше 2 мкм, а также суперконтинуума со спектральной шириной более октавы в германо-силикатных световодах;

4) демонстрацию возможности получения сверхмощных предельно коротких импульсов при самокомпрессии субпетаваттных импульсов на плазменной кильватерной волне.

Научная новизна

1. Впервые в полностью волоконной эрбиевой лазерной системе, базирующейся на применении стандартных телекоммуникационных компонент, получены предельно короткие импульсы, содержащие два периода оптических колебаний. Минимальная длительность импульсов на длине волны 1.7 мкм составляет 13 фс.

2. В приближении геометрической оптики получены аналитические оценки сдвига частоты дисперсионных волн при взаимодействии в различных режимах с фундаментальными солитонами и солитонами высших порядков, достаточно высокая точность которых подтверждена математическим моделированием.

3. Впервые показано, что в германо-силикатных световодах с оптимизированными параметрами рамановская перестройка длины волны фемтосекунд-ных солитонных импульсов может быть осуществлена в сверхширокополосном диапазоне 1.6-2.5 мкм.

4. Показана возможность самокомпрессии субпетаваттных импульсов до предельно коротких длительностей (-10 фс на длине волны 800 нм) при взаимодействии в релятивистском режиме с плазменной кильватерной волной.

Практическая значимость

1. Развитые в диссертации методы генерации предельно коротких импуль-

сов, содержащих малое число осцилляций электрического поля, в волоконных световодах могут быть использованы для биомедицинских и научных приложений, включая генерацию и детектирование терагерцового излучения, эксперименты типа "накачка-зондирование", нелинейную микроскопию и спектроскопию.

2. Развитые в диссертации методы формирования перестраиваемых фем-тосекундных импульсов в диапазоне длин волн 0.8-1.2 мкм в волоконных световодах могут быть использованы при создании оптических параметрических усилителей света для получения сверхсильных оптических полей.

3. Развитые методы генерации ультракоротких импульсов в диапазоне вблизи 1 мкм, проведенное математическое моделирование и аналитические оценки усиления этих импульсов в иттербиевых световодах могут быть использованы при создании гибридных эрбий-иттербиевых волоконных лазерных систем с высокой энергией в импульсе.

4. Исследована возможность получения фемтосекундных оптических со-литонных импульсов в диапазоне длин волн 2-2.5 мкм, безопасном для зрения человека, что может быть использовано при разработке лазерных систем для дистанционного мониторинга, задач спектроскопии и медицины.

5. Перестраиваемые по длине волны в германо-силикатных световодах солитоны могут быть использованы при разработке мощных гибридных систем в качестве затравочных импульсов для дальнейшего усиления в активных средах с широкими полосами усиления. Представляется перспективным усиление импульсов в диапазоне 1.85-2 мкм в тулиевых световодах, а также в диапазоне 2.25-2.5 мкм в кристаллах Сг^пЭе и Сг^пБ.

6. Продемонстрировано, что метод кросс-корреляционного оптического стробирования со спектральным разрешением (ХРІЮО) может применяться не только для реконструкции оптического поля ультракоротких импульсов, но и для установления многомодовости световодов и оценки нестабильности

времени прихода сигнала.

7. Продемонстрировано, что метод спектральной фазовой интерферометрии для прямой реконструкции электрического поля (SPIDER) может с успехом применяться для измерения сверхсильных полей предельно коротких импульсов субпетаваттного класса мощности.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В кварцевых световодах со смещенной длиной волны нулевой дисперсии могут быть сформированы импульсы предельно коротких длительностей, содержащие до двух периодов осцилляций электрического поля в диапазоне 1.6-2 мкм.

2. Кварцевые световоды со смещенной длиной волны нулевой дисперсии могут быть использованы для создания фемтосекундных импульсов в диапазоне 0.8-1.2 мкм при использовании в качестве накачки эрбиевой волоконной системы на длине волны 1.5 мкм.

3. В германо-силикатных световодах возможна перестройка длины волны оптических импульсов в сверхшироком диапазоне 1.6-2.5 мкм, а также генерация спектрального суперконтинуума в диапазоне 1-2.6 мкм.

4. Прямая реконструкция электрического поля лазерных импульсов на основе метода SPIDER позволяет выявить самокомпрессию субпетаваттных импульсов до предельно коротких длительностей (~10 фс на длине волны 800 нм) при взаимодействии в релятивистском режиме с плазменной кильватерной волной.

Достоверность

Все полученные результаты обладают высокой степенью достоверности и являются обоснованными. Подтверждением этого служит хорошее качественное и количественное совпадение аналитических и численных расчетов и экспериментально полученных различными методами результатов. В исследованиях применялись надежные и хорошо апробированные методы численного

расчета, позволяющие производить проверку правильности их работы на хорошо известных моделях. Физическая трактовка полученных результатов, базирующаяся на обоснованных в работе моделях, согласуется с существующими представлениям и литературным данными. Основные положения диссертации опубликованы в ведущих мировых и российских журналах, докладывались на российских и международных конференциях, обсуждались на семинарах ИПФ РАН.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на семинарах ИПФ РАН, XIII Конкурсе работ молодых ученых ИПФ РАН, а также на 6 международных и российских научных конференциях (в том числе лично - на 4): 5th EPS-QEOD EUROPHOTON Conference "Solid State, Fibre, and Waveguide Coherent Light Sources" (Стокгольм, Швеция, 2012), Ultrafast Optics VIII (Монтерей, США 2011), International Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO/Europe-IQEC (Мюнхен, Германия, 2011), 4th International Conference "Frontiers of Nonlinear Physics" (Нижний Новгород, 2010) 15-й и 17-й Нижегородских сессиях молодых ученых (Нижний Новгород, 2010, 2012).

Результаты, полученные в ходе выполнения работы, рекомендованы в Отчет РАН за 2012 г.

Проведенные исследования были отмечены дипломом I степени на XIII Конкурсе работ молодых ученых ИПФ РАН, поощрительными дипломами XV и XVII Нижегородских сессий молодых ученых, поддержаны грантом для аспирантов и молодых ученых без степени Фонда некоммерческих программ "Династия" в 2012-2013 гг., стипендией им. академика Г.А. Разуваева в 2011-2012 гг., стипендией Президента Российской Федерации для молодых ученых и аспирантов, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики в 2012-2014 гг, грантом РФФИ (12-02-31344 мол_а), грантом для

целевых аспирантов ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы (Гос. соглашение 14.132.21.1433), грантом Нижегородской области в сфере науки, технологий и техники (договор №8 от 10.08.2012), грантом Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе "УМНИК" (гос. контракт №8231р/13080 от 30.06.2010 г.).

Результаты исследований также использовались при выполнении работ по грантам РФФИ (12-02-33074 мол_а_вед, 12-02-12101-офи_м, 10-02-01241-а), по гранту Президента РФ МК-4902.2011.2, по ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы (Гос. соглашения 8626, 14.В37.21.0770, 07.514.11.4147), по программе Президиума РАН на 2009-2011 и 2012-2014 гг. Экстремальные световые поля и их приложения, по программе "СТАРТ" Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (гос. контракт №9235р/15010 от 06.05.2011), по программе "СТАРТ-НН" Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере совместно с Министерством промышленности и инноваций Нижегородской области (договор №11 от 14.09.2011).

По теме диссертации опубликовано 13 работ, из которых 7 статей в реферируемых научных журналах из списка ВАК и 6 тезисов докладов.

Личный вклад автора

Автор принимал участие в постановке задач и определении направлений исследований. Все результаты оригинальных теоретических исследований, представленные в главах 1-3, получены лично автором, либо при его непосредственном участии. Автор принимал участие в экспериментах. Автором проведена обработка и физическая интерпретация всех представленных в работе экспериментальных измерений, а также их сопоставление с теоретическими результатами. Отдельные экспериментальные измерения, приведенные в главах 2 и 3, выполнены в ИПФ РАН A.B. Андриановым, C.B. Муравьевым

и М.Ю. Коптевым. Экспериментальные измерения по главе 4 выполнены в университете им. Г. Гейне, Дюссельдорф, Германия группой проф. О. Вилли.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. Общий объем диссертации 156 страниц, включая 58 рисунков. Библиография содержит 174 наименования, включая работы автора.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность и признательность своему научному руководителю A.B. Киму за неоценимую помощь, поддержку и наставления в научной работе. Искреннюю благодарность выражаю A.B. Андрианову за помощь в проведении экспериментов, полезные обсуждения и постоянное дружеское участие, а также C.B. Муравьеву и М.Ю. Коптеву за проведение отдельных экспериментальных измерений по главе 3.

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Анашкина, Елена Александровна

4.5. Выводы к четвертой главе

Метод спектральной фазовой интерферометрии для прямой реконструкции электрического поля (SPIDER) применен для измерения предельно коротких сверхмощных импульсов, что позволило впервые продемонстрировать трехкратную компрессию 100-ТВт импульса при распространении в гелиевой струе за счет взаимодействия с плазменной кильватерной волной. Минимальная измеренная длительность импульса составляет 11 фс.

Показано, что существует оптимальная концентрация электронов, определяемая давлением в газовой струе, при которой достигается максимальная компрессия импульса. При этом спектральные компоненты хорошо сфази-рованы, длительность импульса близка к спектральному ограничению. При концентрациях, ниже оптимальной, нелинейное уширение спектра меньше, и наблюдается более слабая компрессия. При концентрации электронов, выше оптимальной, на длине струи происходит распад импульса - структура сигнала становится достаточно сложной, образуется несколько пиков во временном представлении, соответствующих различным спектральным компонентам. Длительность сигнала Труунм резко возрастает при увеличении электронной концентрации, хотя отдельные пики могут иметь длительность ~10 фс.

Заключение

В заключение кратко сформулируем основные результаты диссертационной работы

1. Экспериментально продемонстрировано, что в кварцевых световодах со смещенной длиной волны нулевой дисперсии могут быть сформированы предельно короткие оптические импульсы, содержащие два периода осцилля-ций электрического поля. Получен импульс длительностью 13 фс на длине волны 1.7 мкм.

2. На основе развитой модели однонаправленного волнового уравнения, корректно описывающей динамику оптических полей произвольной длительности, включая видеоимпульсы, а также сверхширокополосную перестройку сигнала в световодах, показана возможность получения перестраиваемых предельно коротких импульсов в диапазоне 1.6.2 мкм за счет компрессии и сдвига частоты импульсов на длине волны 1.57 мкм в области аномальной дисперсии волокон с длиной волны нулевой дисперсии в диапазоне 1.4. 1.5 мкм.

3. Экспериментально и теоретически показана возможность перестройки частоты фемтосекундного излучения эрбиевой волоконной системы на длине волны 1.57 мкм в диапазон 0.8. 1.2 мкм. Предложен двухэтапный сценарий формирования высокочастотных импульсов в области нормальной дисперсии нелинейных световодов за счет излучения солитонным импульсом высокого порядка дисперсионных волн и последующего взаимодействия излученного волнового пакета с наведенным солитонным импульсом изменением показателя преломления. В приближении геометрической оптики получены аналитические оценки на частотные сдвиги дисперсионных волн при их взаимодействии с солитонными импульсами, достаточно высокая точность которых подтверждена математическим моделированием.

4. Для германо-силикатных световодов с молярным содержанием диоксида германия от 10 до 100% в сердцевине диаметром от 2 до 6 мкм произведен расчет дисперсии групповых скоростей, модовой дисперсии (зависимости эффективного размера моды от частоты), длины волны отсечки. Определена область оптимальных параметров германо-силикатных световодов для широкополосного преобразования фемтосекундного излучения эрбиевой волоконной лазерной системы.

5. Теоретически и экспериментально показано, что в германо-силикатных световодах рамановская перестройка длины волны фемтосекундного солитон-ного импульса может быть осуществлена в диапазоне шириной -1000 нм. На основе этого эффекта разработан полностью волоконный лазерный источник, генерирующий перестраиваемые оптические импульсы в диапазоне длин волн 1.6. 2.5 мкм длительностью 80-160 фс, а также спектральный суперконтинуум в диапазоне 1. 2.6 мкм.

6. Используемые в работе методы измерения на основе FROG (frequency-resolved optical gating), XFROG (cross-correlation FROG), SPIDER (spectral phase interferometry for direct electric-field reconstruction) позволили осуществить корректную диагностику сверхширокополосных оптических сигналов, в том числе предельно коротких длительностей, получаемых за счет преобразования исходных импульсов как в нелинейных волокнах, так и в прозрачной плазме при релятивистски сильной интенсивности. Результаты измерений достаточно хорошо согласуются с результатами математического моделирования соответствующих задач.

7. Впервые экспериментально продемонстрирована самокомпрессия суб-петаваттных импульсов до предельно коротких длительностей (-10 фс на длине волны 800 нм) при взаимодействии в релятивистском режиме с плазменной кильватерной волной при реконструкции поля на основе метода SPIDER.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Анашкина, Елена Александровна, 2013 год

Литература

1. Agrawal G. Applications of nonlinear fiber optics. Academic press, 2008. 528 pp. ISBN: 0123743028.

2. Капо H., Hamaguchi H.-o. Femtosecond coherent anti-Stokes Raman scattering spectroscopy using supercontinuum generated from a photonic crystal fiber // Applied physics letters. 2004. Vol. 85, no. 19. Pp. 4298-4300.

3. Ebrahim-Zadeh M., Sorokina I. T. Mid-infrared coherent sources and applications. Springer, 2008. 625 pp.

4. Udem Т., Holzwarth R., Hansch T. W. et al. Optical frequency metrology // Nature. 2002. Vol. 416, no. 6877. Pp. 233-237.

5. Walker G. Extrasolar planets: With a coarse-tooth comb // Nature. 2008. Vol. 452, no. 7187. Pp. 538-539.

6. Cundiff S. Т., Ye J. Colloquium: Femtosecond optical frequency combs // Reviews of Modern Physics. 2003. Vol. 75, no. 1. P. 325.

7. Takayanagi J., Kanamori S., Suizu K. et al. Generation and detection of broadband coherent terahertz radiation using 17-fs ultrashort pulse fiber laser // Opt. Express. 2008. Vol. 16, no. 17. Pp. 12859- 12865.

8. Sell A., Scheu R., Leitenstorfer A., Huber R. Field-resolved detection of phase-locked infrared transients from a compact Er: fiber system tunable between 55 and 107 THz // Applied Physics Letters. 2008. Vol. 93. P. 251107.

9. Drescher M., Hentschel M., Kienberger R. et al. X-ray pulses approaching the attosecond frontier// Science. 2001. Vol. 291, no. 5510. Pp. 1923-1927.

10. Corkum P. В., Krausz F. Attosecond science // Nature Physics. 2007. Vol. 3, no. 6. Pp. 381-387.

11. Коржиманов А. В., Гоносков А. А., Хазанов E. А., Сергеев A. M. Горизонты петаваттных лазерных комплексов // Успехи физических наук. 2011. Т. 181, № 1. С. 9-32.

12. Шен И. Р. Принципы нелинейной оптики: Пер. с англ. И. Л. Шумая, Под ред. С. А. Ахманов. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. 560 с. ISBN: 5020140430.

13. Agrawal G. Nonlinear Fiber Optics. Academic Press, 2012. 631 pp. ISBN: 978-0-12397-023-7.

14. Sprangle P., Esarey E., Ting A. Nonlinear theory of intense laser-plasma interactions // Physical review letters. 1990. Vol. 64, no. 17. Pp. 2011-2014.

15. Sibbett W., Lagatsky A., Brown C. The development and application of femtosecond laser systems // Optics Express. 2012. Vol. 20, no. 7. Pp. 6989-7001.

16. Agrawal G. P. Nonlinear fiber optics: its history and recent progress [Invited] // JOSA B. 2011. Vol. 28, no. 12. Pp. A1-A10.

17. Kapron F. P., Keck D. В., Maurer R. D. Radiation losses in glass optical waveguides // Applied Physics Letters. 1970. Vol. 17, no. 10. Pp. 423-425.

18. Дианов E. M. Волоконная оптика: сорок лет спустя // Квантовая Электроника. 2010. Т. 40, № 1. С. 1-6.

19. Bogatyrev V. A., Bubnov М. М., Dianov Е. М. et al. A single-mode fiber with chromatic dispersion varying along the length // Journal of Lightwave Technology. 1991. Vol. 9, no. 5. Pp. 561 - 566.

20. Baltuska A., Wei Z., Pshenichnikov M. S. et al. All-solid-state cavity-dumped sub-5-fs laser // Applied Physics B: Lasers and Optics. 1997. Vol. 65, no. 2. Pp. 175-188.

21. Sell A., Krauss G., Scheu R. et al. 8-fs pulses from a compact Er: fiber system: quantitative modeling and experimental implementation // Optics express. 2009. Vol. 17, no. 2. Pp. 1070-1077.

22. Amorim A. A., Tognetti M. V., Oliveira P. et al. Sub-two-cycle pulses by soliton self-compression in highly nonlinear photonic crystal fibers // Optics letters. 2009. Vol. 34, no. 24. Pp. 3851-3853.

23. Foster M., Gaeta A., Cao Q., Trebino R. Soliton-effect compression of super-continuum to few-cycle durations in photonic nanowires // Optics Express. 2005. Vol. 13, no. 18. Pp. 6848-6855.

24. Dudley J. Supercontinuum generation in photonic crystal fiber // Rev. Mod. Phys. 2006. Vol. 78. P. 1135.

25. Желтиков A. M. Комбинационное рассеяние света в фемто-и аттосекунд-ной физике // Успехи физических наук. 2011. Т. 181, № 1. С. 33-58.

26. Kulkarni О. P., Alexander V. V., Kumar М. et al. Supercontinuum generation from ~1.9 to 4.5 ¡im in ZBLAN fiber with high average power generation beyond 3.8 fim using a thulium-doped fiber amplifier // JOSA B. 2011. Vol. 28, no. 10. Pp. 2486-2498.

27. Крюков П. Г. Лазеры ультракоротких импульсов // Квантовая электроника. 2001. Т. 31, №2. С. 95-119.

28. Walmsley I. A., Dorrer С. Characterization of ultrashort electromagnetic pulses // Advances in Optics and Photonics. 2009. Vol. 1, no. 2. Pp. 308-437.

29. DeLong K. W., Fittinghoff D. N., Trebino R. et al. Pulse retrieval in frequency-resolved optical gating based on the method of generalized projections // Optics letters. 1994. Vol. 19, no. 24. Pp. 2152-2154.

30. Linden S., Giessen H., Kuhl J. XFROG—a new method for amplitude and phase characterization of weak ultrashort pulses // physica status solidi (b). 1998. Vol. 206, no. 1. Pp. 119-124.

31. Iaconis C., Walmsley I. A. Self-referencing spectral interferometry for measuring ultrashort optical pulses // Quantum Electronics, IEEE Journal of. 1999. Vol. 35, no. 4. Pp. 501-509.

32. Kartner F. X. Few-cycle laser pulse generation and its applications. Springer, 2004. 453 pp.

33. Rausch S., Binhammer T., Harth A. et al. Controlled waveforms on the single-cycle scale from a femtosecond oscillator // Optics Express. 2008. Vol. 16, no. 13. Pp. 9739-9745.

34. Fisher R. A., Kelley P. L., Gustafson T. K. Subpicosecond pulse generation using the optical Kerr effect // Applied Physics Letters. 1969. Vol. 14, no. 4. Pp. 140-143.

35. Nakatsuka H., Grischkowsky D., Balant A. C. Nonlinear Picosecond-Pulse Propagation through Optical Fibers with Positive Group Velocity Dispersion // Phys. Rev. Lett. Vol. 47, no. 13. Pp. 910 - 913.

36. Mollenauer L., Stolen R., Gordon J., Tomlinson W. Extreme picosecond pulse narrowing by means of soliton effect in single-mode optical fibers // Optics letters. 1983. Vol. 8, no. 5. Pp. 289-291.

37. Fork R. L., Cruz C. H., Becker R C., Shank C. V. Compression of optical pulses to six femtoseconds by using cubic phase compensation // Optics Letters. 1987. Vol. 12, no. 7. Pp. 483-485.

38. Andrianov A., Kim A., Muraviov S., Sysoliatin A. Wavelength-tunable few-cycle optical pulses directly from an all-fiber Er-doped laser setup // Optics Letters. 2009. Vol. 34, no. 20. Pp. 3193-3195.

39. Andrianov A. V., Muraviev S. V., Kim A. V., Sysoliatin A. A. Widely-wavelength-tunable few-cycle optical pulse generation from an all-fiber erbium-doped laser system // Laser Physics. 2009. Vol. 19, no. 10. Pp. 2014-2018.

40. Kieu K., Jones R., Peyghambarian N. Generation of few-cycle pulses from an amplified carbon nanotube mode-locked fiber laser system // IEEE Photonics Technology Letters. 2010. Vol. 22, no. 20. Pp. 1521-1523.

41. Baltuska A., Pshenichnikov M. S., Wiersma D. A. Amplitude and phase characterization of 4.5-fs pulses by frequency-resolved optical gating // Optics letters. 1998. Vol. 23, no. 18. Pp. 1474-1476.

42. Mollenauer L. F., Stolen R. H., Gordon J. P. Experimental Observation of Picosecond Pulse Narrowing and Solitons in Optical Fibers // Phys. Rev. Lett. 1980. Vol. 45, no. 13. Pp. 1095-1098.

43. Igarashi K., Kishi M., Tsuchiya M. Higher-order soliton compression of optical pulses from 5 ps to 20 fs by a 15.1-m-long single-stage step-like dispersion profiled fiber // Jpn. J. Appl. Phys. 2001. Vol. 40, no. 11. Pp. 6426-6429.

44. Hori T., Nishizawa N., Goto T. Generation of 14-fs ultrashort pulse in all fiber scheme by use of highly nonlinear hybrid fiber // Ultrafast Phenomena XIV / Ed. by T. Kobayashi, T. Okada, T. Kobayashi et al. Springer Berlin Heidelberg. Vol. 79 of Springer Series in Chemical Physics. Pp. 31-33.

45. Brabec Т., Krausz F. Nonlinear optical pulse propagation in the single-cycle regime // Physical Review Letters. 1997. Vol. 78, no. 17. Pp. 3282-3285.

46. Маймистов А. И. Некоторые модели распространения предельно коротких электромагнитных импульсов в нелинейной среде // Квантовая электроника. 2000. Т. 30, № 4. С. 287-304.

47. Kozlov S. A., Sazonov S. V. Nonlinear propagation of optical pulses of a few oscillations duration in dielectric media // Journal of Experimental and Theoretical Physics. 1997. Vol. 84, no. 2. Pp. 221 - 228.

48. Bespalov V. G., Kozlov S. A., Shpolyanskiy Y. A., Walmsley I. A. Simplified field wave equations for the nonlinear propagation of extremely short light pulses // Physical Review A. 2002. Vol. 66, no. 1. P. 13811.

49. Husakou A. V., Herrmann J. Supercontinuum Generation of Higher-Order Solitons by Fission in Photonic Crystal Fibers // Phys. Rev. Lett. 2001. Vol. 87. P. 203901.

50. Husakou A. V., Herrmann J. Supercontinuum generation, four-wave mixing, and fission of higher-order solitons in photonic-crystal fibers // J. Opt. Soc. Am. B. 2002. Vol. 19, no. 9. Pp. 2171-2182.

51. Ferrando A., Zacarés M., de Córdoba P. F. et al. Forward-backward equations for nonlinear propagation in axially invariant optical systems // Physical Review E. 2005. Vol. 71, no. 1. P. 16601.

52. Kinsler P., Radnor S. B. P., New G. H. C. Theory of directional pulse propagation // Physical Review A. 2005. Vol. 72, no. 6. P. 63807.

53. Kolesik M., Wright E., Moloney J. Simulation of femtosecond pulse propa-

gation in sub-micron diameter tapered fibers // Applied Physics B: Lasers and Optics. 2004. Vol. 79, no. 3. Pp. 293-300.

54. Mamyshev P. V., Chernikov S. V. Ultrashort-pulse propagation in optical fibers // Optics Letters. 1990. Vol. 15, no. 19. Pp. 1076-1078.

55. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1973. 832 с.

56. Blow К., Wood D. Theoretical description of transient stimulated Raman scattering in optical fibers // Quantum Electronics, IEEE Journal of. 1989. Vol. 25, no. 12. Pp. 2665-2673.

57. Hellwarth R., Owyoung A., George N. Origin of the Nonlinear Refractive Index of Liquid CC14 // Physical Review A. 1971. Vol. 4, no. 6. Pp. 2342-2347.

58. Hellwarth R., Cherlow J., Yang T. Origin and frequency dependence of nonlinear optical susceptibilities of glasses // Physical Review B. 1975. Vol. 11, no. 2. Pp. 964-967.

59. Тихонов A. H., Самарский А. А. Уравнения математической физики. M.: Наука, 1977. 735 с.

60. Снайдер А., Лав Д. Теория оптических волноводов: Пер. с англ., Под ред. Е. М. Дианова, В. В. Шевченко. М.: Радио и связь, 1987. 656 с.

61. Унгер X. Г. Планарные и волоконные оптические волноводы: Пер. с англ., Под ред. В. В. Шевченко. М.: Мир, 1980. 656 с.

62. Laegsgaard J. Mode profile dispersion in the generalised nonlinear Schrodinger equation// Optics Express. 2007. Vol. 15, no. 24. Pp. 16110-16123.

63. Hardin R., Tappert F. Applications of the split-step Fourier method to the numerical solution of nonlinear and variable coefficient wave equations // Siam Rev. 1973. Vol. 15, no. 423. Pp. 0-021.

64. Fisher R., Bischel W. Numerical studies of the interplay between self-phase modulation and dispersion for intense plane-wave laser pulses // Journal of Applied Physics. 1975. Vol. 46, no. 11. Pp. 4921-4934.

65. Cooley J., Tukey J. An algorithm for the machine calculation of complex Fourier series // Mathematics of computation. 1965. Pp. 297-301.

66. Захаров В. E., Шабат А. Б. Точная теория двумерной самофокусировки и одномерной автомодуляции волн в нелинейных средах // ЖЭТФ. 1971. № 61. С. 118-127.

67. Satsuma J., Yajima N. В. Initial Value Problems of One-Dimensional Self-Modulation of Nonlinear Waves in Dispersive Media // Progress of Theoretical Physics Supplement. 1974. Vol. 55. Pp. 284-306.

68. Ohkuma K., Ichikawa Y. H., Abe Y. Soliton propagation along optical fibers // Optics letters. 1987. Vol. 12, no. 7. Pp. 516-518.

69. Hodel W., Weber H. P. Decay of femtosecond higher-order solitons in an optical fiber induced by Raman self-pumping // Optics letters. 1987. Vol. 12, no. 11. Pp. 924-926.

70. Tai K., Hasegawa A., Bekki N. Fission of optical solitons induced by stimulated Raman effect // Optics letters. 1988. Vol. 13, no. 5. Pp. 392-394.

71. Wai P. K. A., Menyuk C. R., Lee Y. C., Chen H. H. Nonlinear pulse propagation in the neighborhood of the zero-dispersion wavelength of monomode optical fibers // Optics letters. 1986. Vol. 11, no. 7. Pp. 464^166.

72. Головченко Е. А., Дианов Е. М., Пилипецкий А. Н. и др. Самовоздействие и предельное сжатие фемтосекундных оптических волновых пакетов в нелинейной диспергирующей среде // Письма в ЖЭТФ. 1987. Т. 45, № 2. С. 73-76.

73. Gromov Е., Talanov V. Short optical solitons in fibers // Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. 2000. Vol. 10, no. 3. Pp. 551-558.

74. Skobelev S. A., Kartashov D. V., Kim A. V. Few-optical-cycle solitons and pulse self-compression in a Kerr medium // Phys. Rev. Lett. 2007. Vol. 99, no. 20. P. 203902.

75. Anashkina E. A., Andrianov A. V., Muravyev S. V., Kim A. V. All-fiber design of erbium-doped laser system for tunable two-cycle pulse generation // Optics Express. 2011. Vol. 19, no. 21. Pp. 20141-20150.

76. Tamura K., Ippen E., Haus H., Nelson L. 77-fs pulse generation from a stretched-pulse mode-locked all-fiber ring laser // Optics Letters. 1993. Vol. 18, no. 13. P. 1080.

77. Tamura K., Nelson L., Haus H., Ippen E. Soliton versus nonsoliton operation of fiber ring lasers // Applied Physics Letters. 2009. Vol. 64, no. 2. Pp. 149-151.

78. Naganuma K., Mogi K., Yamada H. General method for ultrashort light pulse chirp measurement // Quantum Electronics, IEEE Journal of. 1989. Vol. 25, no. 6. Pp. 1225-1233.

79. DeLong K. W., Fittinghoff D. N., Trebino R. Practical issues in ultrashort-laser-pulse measurement using frequency-resolved optical gating // Quantum Electronics, IEEE Journal of. 1996. Vol. 32, no. 7. Pp. 1253-1264.

80. Taft G., Rundquist A., Murnane M. M. et al. Measurement of 10-fs laser pulses // Selected Topics in Quantum Electronics, IEEE Journal of. 1996. Vol. 2, no. 3. Pp. 575-585.

81. Wai P. K. A., Menyuk C. R., Chen H. H„ Lee Y. C. Soliton at the zero-group-dispersion wavelength of a single-model fiber // Optics letters. 1987. Vol. 12, no. 8. Pp. 628-630.

82. Wai P., Chen H., Lee Y. Radiations by "solitons"at the zero group-dispersion wavelength of single-mode optical fibers // Physical Review A. 1990. Vol. 41, no. 1. Pp. 426-439.

83. Karpman V. Radiation by solitons due to higher-order dispersion // Physical Review E. 1993. Vol. 47, no. 3. Pp. 2073-2082.

84. Elgin J. N., Brabec T., Kelly S. M. J. A perturbative theory of soliton propagation in the presence of third order dispersion // Optics communications. 1995. Vol. 114, no. 3. Pp. 321-328.

85. Akhmediev N., Karlsson M. Cherenkov radiation emitted by solitons in optical fibers // Phys. Rev. A. 1995. Vol. 51. Pp. 2602-2607.

86. Webb K. E., Xu Y. Q., Erkintalo M., Murdoch S. G. Generalized dispersive wave emission in nonlinear fiber optics // Optics Letters. 2013. Vol. 38, no. 2. Pp. 151-153.

87. Saitoh K., Koshiba M., Hasegawa T., Sasaoka E. Chromatic dispersion control in photonic crystal fibers: application to ultra-flattened dispersion // Optics Express. 2003. Vol. 11, no. 8. Pp. 843-852.

88. Skryabin D., Yulin A. Theory of generation of new frequencies by mixing of

solitons and dispersive waves in optical fibers // Physical Review E. 2005. Vol. 72, no. 1. P. 016619.

89. Gorbach A. V., Skryabin D. V. Light trapping in gravity-like potentials and expansion of supercontinuum spectra in photonic crystal fibers // Nat. Photonics. 2007. Vol. 1. Pp. 653 - 657.

90. Judge A. C., Bang O., Martijn de Sterke C. Theory of dispersive wave frequency shift via trapping by a soliton in an axially nonuniform optical fiber // JOSA B. 2010. Vol. 27, no. 11. Pp. 2195-2202.

91. Gorbach A. V., Skryabin D. V. Bouncing of a dispersive pulse on an accelerating soliton and stepwise frequency conversion in optical fibers // Optics express. 2007. Vol. 15, no. 22. Pp. 14560-14565.

92. Liu C., Rees E. J., Laurila T. et al. Periodic interactions between solitons and dispersive waves during the generation of non-coherent supercontinuum radiation // Optics express. 2012. Vol. 20, no. 6. Pp. 6316-6324.

93. Cristiani I., Tediosi R., Tartara L., Degiorgio V. Dispersive wave generation by solitons in microstructured optical fibers // Optics Express. 2004. Vol. 12, no. 1. Pp. 124-135.

94. Roy S., Bhadra S. K., Agrawal G. P. Dispersive waves emitted by solitons perturbed by third-order dispersion inside optical fibers // Physical Review A. 2009. Vol. 79, no. 2. Pp. 023824(l)-(6).

95. Chang G., Chen L. J., Kartner F. X. Highly efficient Cherenkov radiation in photonic crystal fibers for broadband visible wavelength generation // Optics letters. 2010. Vol. 35, no. 14. Pp. 2361-2363.

96. Кравцов Ю. А., Орлов Ю. И. Геометрическая оптика неоднородных сред. М.: Наука, 1980. 304 с.

97. Ванин Е. В., Смирнов А. И. Динамика солитоноподобных волновых сигналов в плавно неоднородных и слабо нестационарных нелинейных средах//ЖЭТФ. 1996. Т. 83. С. 1136-1148.

98. Smirnov A. I., Zharov A. A. Nonparaxial solitons // Soliton-Driven Photonics. 2001. Vol. 31. Pp. 141-167.

99. Herrmann J., Griebner U., Zhavoronkov N. et al. Experimental evidence for supercontinuum generation by fission of higher-order solitons in photonic fibers // Physical Review Letters. 2002. Vol. 88, no. 17. P. 173901.

100. Skryabin D., Gorbach A. Colloquium: Looking at a soliton through the prism of optical supercontinuum // Reviews of Modern Physics. 2010. Vol. 82, no. 2. P. 1287.

101. Stolen R., Gordon J., Tomlinson W., Haus H. Raman response function of silica-core fibers // JOSA B. 1989. Vol. 6, no. 6. Pp. 1159-1166.

102. Серебрянников E. E., Xy M., Ли Я. и др. Ускорение солитонного сдвига частоты в режиме предельно коротких световых импульсов // Письма в ЖЭТФ. 2005. Т. 81, № 10. С. 605-609.

103. Анашкина Е. А., Андрианов А. В., Ким А. В. Возможности нелинейно-оптического преобразования фемтосекундного излучения эрбиевой волоконной системы в диапазон 0.8-1 мкм в кварцевых световодах // Квантовая электроника. 2013. Т. 43, № 3. С. 263-270.

104. Agger С., Sorensen S. Т., Thomsen С. L. et al. Nonlinear soliton matching between optical fibers // Optics letters. 2011. Vol. 36, no. 13. Pp. 2596-2598.

105. Anashkina E. A., Andrianov A. V., Koptev M. Y. et al. Generating tunable optical pulses over the ultrabroad range of 1.6-2.5 ¡im in Ge02-doped silica fibers with an Er: fiber laser source // Optics Express. 2012. Vol. 20, no. 24. Pp. 27102-27107.

106. Dudley J., Gu X., Xu L. et al. Cross-correlation frequency resolved optical gating analysis of broadband continuum generation in photonic crystal fiber: simulations and experiments // Opt. Express. 2002. Vol. 10, no. 21. Pp. 1215-1221.

107. Kieu K., Jones R., Peyghambarian N. High power femtosecond source near 1 micron based on an all-fiber Er-doped mode-locked laser // Optics Express. 2010. Vol. 18, no. 20. Pp. 21350-21355.

108. Andrianov A., Anashkina E., Muravyev S., Kim A. All-fiber design of hybrid Er-doped laser/Yb-doped amplifier system for high-power ultrashort pulse generation // Optics Letters. 2010. Vol. 35, no. 22. Pp. 3805-3807.

109. Fermann M., Galvanauskas A., Stock M. et al. Ultrawide tunable Er soliton fiber laser amplified in Yb-doped fiber // Opt. Lett. 1999. Vol. 24. Pp. 1428 - 1430.

110. Yeas G., Osterman S., Diddams S. Generation of a 660-2100 nm laser frequency comb based on an erbium fiber laser // Optics Letters. 2012. Vol. 37, no. 12. Pp. 2199-2201.

111. Андрианов А. В., Анашкина E. А., Муравьев С. В., Ким А. В. Разработка гибридной Er/Yb волоконной лазерной системы для генерации импульсов предельно короткой длительности в диапазоне длин волн 1.6-2.0 мкм, оптически синхронизированных с мощными импульсами вблизи 1 мкм // Квантовая электроника. 2013. Т. 43, № 3. С. 256-262.

112. Strickland D., Mourou G. Compression of amplified chirped optical pulses // Optics Communications. 1985. Vol. 56, no. 3. Pp. 219-221.

113. Limpert J., Liem A., Hofer S. et al. High average power femtosecond fiber CPA system // Advanced Solid-State Lasers. Optical Society of America, 2002. P. MC4.

114. Ахманов С. А., Выслоух В. А., Чиркин А. С. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. 312 с. ISBN: 5-02-013838-Х.

115. Chong A., Kuznetsova L., Wise F. Theoretical optimization of nonlinear chirped-pulse fiber amplifiers // JOSA B. 2007. Vol. 24, no. 8. Pp. 1815-1823.

116. Chi S., Chang C. W., Wen S. Femtosecond soliton propagation in erbium-doped fiber amplifiers: the equivalence of two different models // Optics communications. 1994. Vol. 106, no. 4. Pp. 193-196.

117. Kuznetsova L., Chong A., Wise F. W. Interplay of nonlinearity and gain shaping in femtosecond fiber amplifiers // Optics letters. 2006. Vol. 31, no. 17. Pp. 2640-2642.

118. Renninger W. H., Chong A., Wise F. W. Amplifier similaritons in a dispersion-mapped fiber laser [Invited] // Optics Express. 2011. Vol. 19, no. 23. Pp. 22496-22501.

119. Paschotta R., Nilsson J., Tropper A. C., Hanna D. C. Ytterbium-doped fiber amplifiers // Quantum Electronics, IEEE Journal of. 1997. Vol. 33, no. 7. Pp. 1049-1056.

120. Борн M., Вольф Э. Основы оптики: Перевод с англ. С. Н. Бреуса и др., Под ред. Г. П. Мотулевич. М.: Наука, 1973. 720 с.

121. Hotz D. F. Gain narrowing in a laser amplifier // Applied Optics. 1965. Vol. 4, no. 5. Pp. 527-530.

122. Raman С. V. A new radiation // Indian Journal of physics. 1928. Vol. 2. Pp. 387-398.

123. Gordon J. Theory of the soliton self-frequency shift // Optics Letters. 1986. Vol. 11, no. 10. Pp. 662-664.

124. Mitschke F. M., Mollenauer L. F. et al. Discovery of the soliton self-frequency shift//Optics Letters. 1986. Vol. 11, no. 10. Pp. 659-661.

125. Дианов E. M., Карасик А. Я., Мамышев П. В. и др. ВКР-преобразова-ние многосолитонных импульсов в кварцевых волоконных световодах // Письма в ЖЭТФ. 1985. Т. 41, № 6. С. 242-244.

126. Cormack I., Reid D., Wadsworth W. et al. Observation of soliton self-frequency shift in photonic crystal fibre // Electronics Letters. 2002. Vol. 38, no. 4. Pp. 167-169.

127. Nishizawa N.,- Goto T. Widely wavelength-tunable ultrashort pulse generation using polarization maintaining optical fibers // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2002. Vol. 7, no. 4. Pp. 518-524.

128. Андрианов А. В., Муравьев С. В., Ким А. В., Сысолятин А. А. Генерация плавно перестраиваемых в широком частотном диапазоне оптических со-литонных импульсов в кварцевых световодах с переменной дисперсией // Письма в ЖЭТФ. 2007. Т. 85, № 7-8. С. 446-451.

129. Kurkov A. S., Sholokhov Е. М., Sadovnikova Y. Е. All-fiber supercontinuum source in the range of 1550-2400 nm based on telecommunication multimode fiber // Laser Physics Letters. 2011. Vol. 8, no. 8. Pp. 598-600.

130. Камынин В. А., Курков А. С., Цветков В. Б. Генерация суперконтинуума в диапазоне 1.6—2.4 мкм с использованием стандартных оптических волокон // Квантовая Электроника. 2011. Т. 41, № 11. С. 986-988.

131. Mendez A., Morse Т. F. Specialty optical fibers handbook. Academic Press, 2006. 798 pp.

132. Qin G., Yan X., Kito C. et al. Supercontinuum generation spanning over three octaves from UV to 3.85 цm in a fluoride fiber // Optics letters. 2009. Vol. 34, no. 13. Pp. 2015-2017.

133. GranzowN., Stark S., Schmidt M. et al. Supercontinuum generation in chalco-genide-silica step-index fibers // Optics express. 2011. Vol. 19, no. 21. Pp. 21003-21010.

134. Qin G. S., Yan X., Liao M. et al. Wideband supercontinuum generation in tapered tellurite microstructured fibers // Laser Physics. 2011. Vol. 21, no. 6. Pp. 1115-1121.

135. Buccoliero D., Steffensen H., Bang O. et al. Thulium pumped high power supercontinuum in loss-determined optimum lengths of tellurite photonic crystal fiber // Applied Physics Letters. 2010. Vol. 97, no. 6. Pp. 061106-061106.

136. Hagen C. L., Walewski J. W., Sanders S. T. Generation of a continuum extending to the midinfrared by pumping ZBLAN fiber with an ultrafast 1550-nm source//Photonics Technology Letters, IEEE. 2006. Vol. 18, no. 1. Pp. 91-93.

137. Kamynin V., Kurkov A., Mashinsky V. Supercontinuum generation up to 2.7 ¡im in the germanate-glass-core and silica-glass-cladding fiber // Laser Physics Letters. 2012.

138. Dianov E. M., Mashinsky V. M. Germania-based core optical fibers // Journal of lightwave technology. 2005. Vol. 23, no. 11. P. 3500.

139. Rottwitt K., Povlsen J. H. Analyzing the fundamental properties of Raman amplification in optical fibers // Lightwave Technology, Journal of. 2005. Vol. 23, no. 11. Pp. 3597-3605.

140. Yatsenko Y., Mavritsky A. D-scan measurement of nonlinear refractive index in fibers heavily doped with Ge02 // Optics letters. 2007. Vol. 32, no. 22. Pp. 3257-3259.

141. Boskovic A., Chernikov S., Taylor J. et al. Direct continuous-wave measurement of П2 in various types of telecommunication fiber at 1.55 //m // optics letters. 1996. Vol. 21, no. 24. Pp. 1966-1968.

142. Galeener F., Millelsen J., Geils R., Mosby W. The relative Raman cross sections of vitreous Si02, Ge02, B203, and P205 // Appl. Phys. Lett. 1978. Vol. 32, no. 1. P. 34-36.

143. Hollenbeck D., Cantrell C. D. Multiple-vibrational-mode model for fiber-optic Raman gain spectrum and response function // JOSA B. 2002. Vol. 19, no. 12. Pp. 2886-2892.

144. Девятых Г. Г., Дианов Е. М., Карпычев Н. С. и др. Материальная дисперсия и релеевское рассеяние в стеклообразной двуокиси германия — перспективном материале для волоконных световодов с малыми потерями // Квантовая электроника. 1980. Т. 7, № 7. С. 1563-1565.

145. Mashinsky V., Neustruev V., Dvoyrin V. et al. Germania-glass-core silica-glass-cladding modified chemical-vapor deposition optical fibers: optical losses, photorefractivity, and Raman amplification // Optics letters. 2004. Vol. 29, no. 22. Pp. 2596-2598.

146. Bubnov M. M., Semjonov S. L., Likhachev M. E. et al. On the origin of excess loss in highly Ge02-doped single-mode MCVD fibers // Photonics Technology Letters, IEEE. 2004. Vol. 16, no. 8. Pp. 1870-1872.

147. Лихачев M. E., Бубнов M. M., Семенов С. Л. и др. Оптические потери в одномодовых и многомодовых световодах с высокой концентрацией Ge02 и Р205 // Квантовая электроника. 2004. Т. 34, № 3. с. 241-246.

148. Lines М. Е., Reed W. A., Di Giovanni D. J., Hamblin J. R. Explanation of anomalous loss in high delta singlemode fibres // Electronics Letters. 1999. Vol. 35, no. 12. Pp. 1009-1010.

149. Fleming J. W. Dispersion in Ge02—Si02 glasses // Applied Optics. 1984. Vol. 23, no. 24. Pp. 4486^1493.

150. Malitson I. H. Interspecimen comparison of the refractive index of fused silica // JOSA. 1965. Vol. 55, no. 10. Pp. 1205-1208.

151. Годунов С. К., С. Р. В. Введение в теорию разностных схем. М.: Физмат-гиз, 1962. 440 с.

152. Желтиков А. М. Да будет белый свет: генерация суперконтинуума сверхкороткими лазерными импульсами // Успехи физических наук. 2006. Т. 176, №6. С. 623-649.

153. Reid D. Т., Loza-Alvarez P., Brown С. Т. A. et al. Amplitude and phase measurement of mid-infrared femtosecond pulses by using cross-correlation frequency-resolved optical gating // Optics letters. 2000. Vol. 25, no. 19. Pp. 1478-1480.

154. Gordon J. P., Haus H. A. Random walk of coherently amplified solitons in optical fiber transmission//Optics letters. 1986. Vol. 11, no. 10. Pp. 665-667.

155. Kumar S., Lederer F. Gordon Haus effect in dispersion-managed soliton systems // Optics letters. 1997. Vol. 22, no. 24. Pp. 1870-1872.

156. Box G. E. P., Muller M. E. A note on the generation of random normal deviates // The Annals of Mathematical Statistics. 1958. Vol. 29, no. 2. Pp. 610-611.

157. Гильденбург В. Б., Ким А. В., Сергеев А. М. О возможности сильного повышения частоты ионизующего лазерного импульса в газе // Письма в ЖЭТФ. 1990. Т. 51, № 2. С. 91-93.

158. Kim А. V., Lirin S. F., Sergeev А. М. et al. Compression and frequency up-conversion of an ultrashort ionizing pulse in a plasma // Physical Review A. 1990. Vol. 42. Pp. 2493-2495.

159. Бабин А. А., Карташов Д. В., Киселев А. М. и др. Ионизационная трансформация спектра и компрессия мощных фемтосекундных лазерных импульсов в экспериментах по распространению в газонаполненных диэлектрических капиллярах // Письма в ЖЭТФ. 2002. Т. 76, № 2. С. 645-649.

160. Wagner N. L., Gibson Е. A., Popmintchev Т. et al. Self-compression of ultrashort pulses through ionization-induced spatiotemporal reshaping // Physical review letters. 2004. Vol. 93, no. 17. P. 173902.

161. Skobelev S. A., Kim A. V., Willi O. Generation of High-Energy Few-Cycle Laser Pulses by Using the Ionization-induced Self-Compression Effect // Physical Review Letters. 2012. Vol. 108, no. 12. P. 123904.

162. Sergeev A. M., Lontano M., Kim A. V. et al. Ionization-induced leaking-mode channeling of intense short laser pulses in gases // Laser and Particle Beams. 1999. Vol. 17, no. 1. Pp. 129-138.

163. Shorokhov О., Pukhov A., Kostyukov I. Self-compression of laser pulses in plasma // Physical review letters. 2003. Vol. 91, no. 26. P. 265002.

164. Талонов А. В., Миллер M. А. О потенциальных ямах для заряженных частиц в высокочастотном электромагнитном поле // ЖЭТФ. 1958. Т. 34, № 2. С. 242-243.

165. Kozlov V. A., Litvak A. G., Suvorov Е. V. Envelope solitons of relativistic strong electromagnetic waves // Sov. Phys. JETP. 1979. Vol. 49, no. 1. P. 75.

166. Tajima Т., Dawson J. M. Laser electron accelerator // Physical Review Letters. 1979. Vol. 43, no. 4. Pp. 267-270.

167. Farina D., Bulanov S. V. Relativistic electromagnetic solitons in the electron-ion plasma // Physical Review Letters. 2001. Vol. 86, no. 23. Pp. 5289-5292.

168. Balakin A. A., Litvak A. G., Mironov V. A., Skobelev S. A. Self-compression of relativistically strong femtosecond laser pulses during the excitation of a plasma wake wave // Europhysics Letters. 2012. Vol. 100, no. 3. P. 34002.

169. Faure J., Glinec Y., Santos J. J. et al. Observation of laser-pulse shortening in nonlinear plasma waves // Physical Review Letters. 2005. Vol. 95, no. 20. P. 205003.

170. Schreiber J., Bellei C., Mangles S. P. D. et al. Complete temporal characterization of asymmetric pulse compression in a laser wakefield // Physical Review Letters. 2010. Vol. 105, no. 23. P. 235003.

171. Pipahl A., Anashkina E. A., Toncian M. et al. High intensity few-cycle laser pulse generation by the plasma wakefield self-compression effect // Phys. Rev. E. 2013. Vol. 87, no. 3. Pp. 033104(l)-033104(5).

172. Pipahl A., Anashkina E. A., Toncian M. et al. Towards high intensity few-cycle pulses using plasma wakefield self-compression effect // Journal of Physics: Conference Series. 2013. Vol. 414. P. 012011.

173. Martins S. F., Fonseca R. A., Vieira J. et al. Modeling laser wakefield accelerator experiments with ultrafast particle-in-cell simulations in boosted frames // Physics of Plasmas. 2010. Vol. 17. P. 056705.

174. Iaconis C., Walmsley I. Spectral phase interferometry for direct electric-field reconstruction of ultrashort optical pulses // Optics Letters. 1998. Vol. 23, no. 10. Pp. 792-794.