Моделирование самофокусировки фемтосекундных лазерных импульсов в воздухе методом дифракционно-лучевых трубок
Представлены результаты теоретического исследования распространения в режиме самофокусировки и филаментации в воздухе фемтосекундных импульсов титан-сапфирового лазера. Анализ самофокусировки импульсного излучения проводился на основе метода дифракционных лучей и световых трубок. Его результаты позволили установить, что при самофокусировке в лазерном пучке формируются специфические световые структуры. Одной из таких структур является энергетически пополняющая дифракционно-лучевая трубка, которая обеспечивает необходимой энергией участок филаментации, а на этапе постфиламентационного распространения импульса существует в форме интенсивного светового канала. Установлены зависимости радиуса и мощности энергетически пополняющей трубки от начального радиуса пучка и пиковой мощности излучения при фиксированной длительности импульса. Выявлено, что энергетические затраты излучения на филаментацию снижаются при увеличении радиуса пучка. Пиковая мощность, содержащаяся в энергетически пополняющей световой трубке на этапе постфиламентационного распространения импульса, не превышает критическую мощность самофокусировки для гауссова пучка и слабо зависит от начальных параметров импульса.