![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
В рамках настоящего проекта предлагается развить новые нелинейно-оптические методы формирования предельно коротких импульсов электромагнитного излучения посредством филаментации, исследовать новые филаментационные режимы спектральных преобразований сверхкоротких лазерных импульсов в среднем инфракрасном (ИК) спектральном диапазоне, а также развить новые методы диагностики электронной динамики в газовых средах аттосекундными лазерными импульсами. Для достижения целей проекта предполагается выполнить обширные аналитические исследования и суперкомпьютерное моделирование, направленные на решение следующих основных задач: (1) Разработка нелинейно-оптических методов формирования импульсов электромагнитного излучения с длительностью меньше одного оптического периода и спектром, покрывающим инфракрасный и часть терагерцового спектрального диапазона, посредством двухцветной филаментации в газовой среде. Предлагаемый метод генерации предельно коротких импульсов основан на параметрическом четырехволновом (ЧВВ) взаимодействии в филаментационной зоне сфокусированных пучков накачки и гармоники. Предельно короткие ИК импульсы, полученные этим методом, имеют потенциал радикально изменить ситуацию в спектроскопии среднего ИК спектрального диапазона. (2) Исследование новых филаментационных режимов спектральных преобразований сверхкоротких лазерных импульсов в среднем инфракрасном (ИК) спектральном диапазоне, включающее генерацию суперконтинуума с шириной спектра несколько октав в газовых средах 4-мкм лазерными импульсами с пиковой мощностью более 100 ГВт, генерация которых недавно стала осуществимой в новой уникальной системе оптического параметрического усиления чирпированных импульсов, исследование взаимодействия таких импульсов с комбинационной нелинейностью в газовой среде, развитие новых методов метрологии нелинейных восприимчивостей высшего порядка. (3) Разработка новых методов диагностики и когерентного контроля электронной динамики в нейтральной газовой среде аттосекундными лазерными импульсами. Предлагаемый метод основан на аттосекундной времяразрешенной памп-проб спектроскопии поглощения благородных газов, в которой аттосекундный импульс накачки, спектр которого простирается от вакуумного ультрафиолетового до ближнего ИК спектрального диапазона, двухфотонно возбуждает когерентности между возбужденными уровнями p подоболочки благородного газа, а такой же зондирующий импульс с контролируемой задержкой относительно импульса накачки считывает эти когерентности, индуцируя резонансную поляризацию и поглощение. Из сигнала квантовых биений в спектре поглощения зондирующего импульса предполагается восстановить когерентную динамику валентного электрона в атоме благородного газа. Предлагаемый метод открывает возможность когерентного контроля валентных оболочек атомов. Научная группа располагает доступом к суперкомпьютерным комплексам “Ломоносов” и “Чебышев” МГУ им. М.В. Ломоносова, необходимыми для успешного выполнения 3+1 -мерного численного моделирования. Теоретические исследования будут выполняться в тесной связи с программой экспериментов, выполняемых в МГУ, Институте Квантовой Оптики Макса Планка, Университете Кагавы (Япония), и Венском Технологическом Университете в рамках имеющегося сотрудничества, история которого отражена в совместных публикациях.
В рамках настоящего проекта развиты новые нелинейно-оптические методы формирования предельно коротких импульсов электромагнитного излучения посредством филаментации, исследованы новые филаментационные режимы спектральных преобразований сверхкоротких лазерных импульсов в среднем инфракрасном (ИК) спектральном диапазоне, а также развиты новые методы диагностики электронной динамики в газовых средах аттосекундными лазерными импульсами. Для достижения целей проекта выполнены обширные аналитические исследования и суперкомпьютерное моделирование, направленные на решение следующих основных задач: (1) Разработаны нелинейно-оптические методы формирования импульсов электромагнитного излучения с длительностью меньше одного оптического периода и спектром, покрывающим ИК и часть терагерцового спектрального диапазона, посредством двухцветной филаментации в газовой среде. Предлагаемый метод генерации предельно коротких импульсов основан на параметрическом четырехволновом взаимодействии в филаментационной зоне сфокусированных пучков накачки и гармоники. Предельно короткие ИК импульсы, полученные этим методом, имеют потенциал радикально изменить ситуацию в спектроскопии среднего ИК спектрального диапазона. (2) Исследованы новые филаментационные режимы спектральных преобразований сверхкоротких лазерных импульсов в среднем ИК спектральном диапазоне, включающие генерацию суперконтинуума с шириной спектра несколько октав в аргоне и молекулярных газах 4-мкм лазерными импульсами с пиковой мощностью более 100 ГВт, генерация которых недавно стала осуществимой в новой уникальной системе оптического параметрического усиления чирпированных импульсов, метрологию нелинейных восприимчивостей высшего порядка. В аргоне продемонстрирована генерация широкополосного суперконтинуума в диапазоне от 350 нм до 5 мкм, причем 4% энергии импульса в среднем ИК диапазоне преобразована в спектральный диапазон 350–1700 нм. В молекулярных газах произведена генерация суперконтинуума в диапазоне 2.5–6 мкм, с красным сдвигом на 500 нм вследствие взаимодействия с комбинационной нелинейностью, который сильнее голубого сдвига, вызванного самоукручением и ионизацией газа. Эффективность преобразования энергии импульса в стоксову спектральную область составила 65%. (3) Разработаны новые методы диагностики и когерентного контроля электронной динамики в нейтральной газовой среде аттосекундными лазерными импульсами, основанные на аттосекундной разрешенной по времени памп-проб спектроскопии инертных газов. Четырехмерное численное моделирование выполнено на суперкомпьютерных комплексах “Ломоносов” и “Чебышев” МГУ им. М.В. Ломоносова. Теоретические исследования подтверждены экспериментами, выполненными в МГУ, Университете Кагавы (Япония) и Венском Технологическом Университете в рамках имеющегося сотрудничества.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 17 июля 2012 г.-31 декабря 2012 г. | Суперкомпьютерное моделирование формирования предельно коротких импульсов электромагнитного излучения в режиме филаментации: от вакуумного ультрафиолета до терагерцовых частот |
Результаты этапа: Аннотация: В рамках настоящего проекта предлагается развить новые нелинейно-оптические методы формирования предельно коротких импульсов электромагнитного излучения посредством филаментации, исследовать новые филаментационные режимы спектральных преобразований сверхкоротких лазерных импульсов в среднем инфракрасном (ИК) спектральном диапазоне, а также развить новые методы диагностики электронной динамики в газовых средах аттосекундными лазерными импульсами. Для достижения целей проекта предполагается выполнить обширные аналитические исследования и суперкомпьютерное моделирование, направленные на решение следующих основных задач: (1) Разработка нелинейно-оптических методов формирования импульсов электромагнитного излучения с длительностью меньше одного оптического периода и спектром, покрывающим инфракрасный и часть терагерцового спектрального диапазона, посредством двухцветной филаментации в газовой среде. Предлагаемый метод генерации предельно коротких импульсов основан на параметрическом четырехволновом (ЧВВ) взаимодействии в филаментационной зоне сфокусированных пучков накачки и гармоники. Предельно короткие ИК импульсы, полученные этим методом, имеют потенциал радикально изменить ситуацию в спектроскопии среднего ИК спектрального диапазона. (2) Исследование новых филаментационных режимов спектральных преобразований сверхкоротких лазерных импульсов в среднем инфракрасном (ИК) спектральном диапазоне, включающее генерацию суперконтинуума с шириной спектра несколько октав в газовых средах 4-мкм лазерными импульсами с пиковой мощностью более 100 ГВт, генерация которых недавно стала осуществимой в новой уникальной системе оптического параметрического усиления чирпированных импульсов, исследование взаимодействия таких импульсов с комбинационной нелинейностью в газовой среде, развитие новых методов метрологии нелинейных восприимчивостей высшего порядка. (3) Разработка новых методов диагностики и когерентного контроля электронной динамики в нейтральной газовой среде аттосекундными лазерными импульсами. Предлагаемый метод основан на аттосекундной времяразрешенной памп-проб спектроскопии поглощения благородных газов, в которой аттосекундный импульс накачки, спектр которого простирается от вакуумного ультрафиолетового до ближнего ИК спектрального диапазона, двухфотонно возбуждает когерентности между возбужденными уровнями p подоболочки благородного газа, а такой же зондирующий импульс с контролируемой задержкой относительно импульса накачки считывает эти когерентности, индуцируя резонансную поляризацию и поглощение. Из сигнала квантовых биений в спектре поглощения зондирующего импульса предполагается восстановить когерентную динамику валентного электрона в атоме благородного газа. Предлагаемый метод открывает возможность когерентного контроля валентных оболочек атомов. Научная группа располагает доступом к суперкомпьютерным комплексам “Ломоносов” и “Чебышев” МГУ им. М.В. Ломоносова, необходимыми для успешного выполнения 3+1 -мерного численного моделирования. Теоретические исследования будут выполняться в тесной связи с программой экспериментов, выполняемых в МГУ, Институте Квантовой Оптики Макса Планка, Университете Кагавы (Япония), и Венском Технологическом Университете в рамках имеющегося сотрудничества, история которого отражена в совместных публикациях. Результаты 1-го этапа НИР: Разработаны нелинейно-оптические методы формирования импульсов электромагнитного излучения с длительностью меньше одного оптического периода и спектром, покрывающим инфракрасный (ИК) и часть терагерцового спектрального диапазона, посредством двухцветной филаментации в аргоне, основанные на параметрическом четырехволновом взаимодействии в филаментационной зоне сфокусированных пучков накачки и гармоники. Предельно короткие импульсы среднего ИК спектрального диапазона, полученные этим методом, имеют потенциал радикально изменить ситуацию в спектроскопии среднего ИК спектрального диапазона. Результаты суперкомпьютерного численного моделирования подтверждены экспериментами группы проф. Т.Фуджи Университета Кагавы (Япония). Исследованы новые филаментационные режимы спектральных преобразований сверхкоротких лазерных импульсов в среднем ИК спектральном диапазоне, включающие генерацию суперконтинуума с шириной спектра несколько октав в аргоне 4-мкм лазерными импульсами с пиковой мощностью более 100 ГВт, генерация которых недавно стала осуществимой в новой уникальной системе оптического параметрического усиления чирпированных импульсов, развитие новых методов метрологии нелинейных восприимчивостей высшего порядка. Результаты суперкомпьютерного численного моделирования подтверждены экспериментами группы проф. А. Балтушки Венского Технологического университета (Германия). | ||
2 | 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. | Суперкомпьютерное моделирование формирования предельно коротких импульсов электромагнитного излучения в режиме филаментации: от вакуумного ультрафиолета до терагерцовых частот |
Результаты этапа: Результаты 2-го этапа НИР: Суперкомпьютерным 3+1-мерным моделированием исследован новый режим филаментации 4-мкм суб-100-фс лазерных импульсов пиковой мощности 0.1 ТВт в молекулярных газах, сопровождающийся генерацией суперконтинуума со спектральной шириной несколько октав и взаимодействием таких импульсов с комбинационной нелинейностью газовой среды. Произведена генерация суперконтинуума в диапазоне 2.5–6 мкм, с красным сдвигом 500 нм вследствие взаимодействия с комбинационной нелинейностью, который сильнее голубого сдвига, вызванного эффектами самоукручения заднего фронта импульса и ионизацией газа. Эффективность преобразования энергии импульса на комбинационной нелинейности в стоксову спектральную область составила 65%. Результаты численного моделирования подтверждены экспериментами группы А.Балтушки Венского Технологического Университета. Численным моделированием эволюции матрицы плотности системы, состоящей из нейтрального атома инертного газа во внешнем поле аттосекундных лазерных импульсов разработаны новые методы диагностики и когерентного контроля электронной динамики в нейтральной газовой среде аттосекундными лазерными импульсами, основанные на аттосекундной времяразрешенной памп-проб спектроскопии поглощения благородных газов, в которой аттосекундный импульс накачки, спектр которого простирается от вакуумного ультрафиолетового до ближнего ИК спектрального диапазона, двухфотонно возбуждает когерентности между возбужденными уровнями p подоболочки благородного газа, а такой же зондирующий импульс с контролируемой задержкой относительно импульса накачки считывает эти когерентности, индуцируя резонансную поляризацию и поглощение. Из сигнала квантовых биений в спектре поглощения зондирующего импульса восстановлена когерентная динамика валентного электрона в атоме благородного газа. Предлагаемый метод открывает перспективы когерентного контроля валентных оболочек атомов. Результаты численного моделирования подтверждены экспериментально группой Е. Гаулиелмакиса в Институте Квантовой Оптики Макса Планка. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".