Физика

Ученые МГУ предложили новый метод диагностики «плазменных нитей»

yumoheart/Pixabay

Ученые кафедры общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ и Международного лазерного центра МГУ совместно с коллегами из Национального университета науки и технологий (МИСиС) предложили использовать метод оптоакустической томографии для исследования фемтосекундного лазерного излучения в воздухе. Результаты исследования опубликованы в журнале Laser Physics Letters.

Создание мощных лазерных установок, генерирующих импульсы фемтосекундной длительности (одна квадриллионная доля секунды (10-15 с)), позволило получать в газах и конденсированных средах протяженные филаменты — тонкие световые нити, внутри которых без каких-то направляющих систем сосредотачивается большая энергия электромагнитного поля. Образование филамента в жидкостях и газах в ряде случаев сопровождается возникновением акустической (ультразвуковой) волны, временной профиль и скорость распространения которой в значительной степени определяются энергией и условиями фокусировки лазерного импульса. Для регистрации акустического отклика широко используются сложные интерферометрические методы и акустические микрофоны килогерцового диапазона частот.

Ученые МГУ имени М.В.Ломоносова совместно с коллегами из Национального университета науки и технологий (МИСиС) предложили использовать метод оптоакустической томографии для исследования особенностей филаментации фемтосекундного лазерного излучения в воздухе. Высокое пространственное разрешение предложенной диагностирующей системы, состоящей из массива широкополосных пьезоэлементов мегагерцового диапазона, обеспечивает эффективность диагностики «плазменных нитей», возникающих при распространении мощных лазерных импульсов в воздухе, несмотря на значительное затухание возникающих при этом ультразвуковых волн. Его эффективность связана с высоким пространственным разрешением предлагаемой диагностирующей системы, состоящей из массива широкополосных пьезоэлементов мегагерцового диапазона.

«В центре внимания находятся не только фундаментальные аспекты сложного комплекса протекающих физических процессов, но и многочисленные приложения в экологии, биофизике, атмосферной оптике и других областях. Особенности протекания этих процессов в сильной степени зависят от механизма возникновения нелинейного оптического отклика среды, длительности лазерного импульса, поперечного размера распространяющегося пучка, распределения в нем интенсивности и поляризации, а также длины волны», — говорит аспирант кафедры общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ, ответственный автор исследования Антон Бычков.