Dinaminiai reiškiniai femtosekundinėse šviesos gijose

• Main Author: Majus, Donatas
• Other Authors: Dubietis, Audrius
• Format: Doctoral Thesis
• Language: Lithuanian
• Published: Lithuanian Academic Libraries Network (LABT) 2014
• Subjects: Physics; Femtosekundinės šviesos gijos; Netiesinė optika; Superkontinuumas; Femtosecond light filaments; Nonlinear optics; Supercontinuum
• Online Access: http://vddb.library.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2014~D_20141010_114919-17228/DS.005.0.01.ETD

Ultratrumpiesiems šviesos impulsams sklindant skaidriose terpėse dėl jų saviveikos gali formuotis ypatingi šviesos dariniai – šviesos gijos, kurios pirmą kartą stebėtos 1995 m. Braun ir kt. Pirmuosius šviesos gijų stebėjimus sekė eilė tyrimų, kurie atskleidė įdomius femtosekundinių lazerinių impulsų saviveikos reiškinius, kartais apimančius platesnes netiesinės optikos tyrimų sritis. Šios disertacijos tikslas – išsamiai ištirti dinaminius erdvėlaikinius reiškinius (šviesos gijų sklidimą, erdvėlaikines transformacijas, impulsų skilimą ir spūdą, superkontinuumo generaciją ir daugelio šviesos gijų atsiradimą) įvairiuose intensyvių femtosekundinių lazerio impulsų saviveikos režimuose skaidriose dielektrinėse terpėse su momentiniu Kero netiesiškumu. Tyrimams naudoti įvairūs netiesinės optikos metodai (trimatė lazerinė tomografija, auto- ir kryžminės koreliacijos matavimai, dažninės skyros optinės sklendės autokoreliaciniai matavimai), erdvinės-dažninės skyros spektrų matavimas, statistinė spektrinių, energijos matavimų analizė, skaitmeninis modeliavimas. Atliktų tyrimų visuma išplečia esamas žinias apie femtosekundinių šviesos impulsų saviveiką ir netiesinių optinių sistemų dinamiką normalios ir anomalios grupinių greičių dispersijos atvejais, vedančią prie nestabilumo ir ekstremalių optinių įvykių žadinimo. Kita vertus, ištirti veiksniai naudingi praktiniuose taikymuose, kai siekiama formuoti tvarkias erdvines-laikines struktūras, žadinti ekstremalias optines bangas arba... [toliau žr. visą tekstą] === In 1995 Braun and co-workers reported the observation of self-channeling of femtosecond laser pulses over 20 m in air. This first observation of femtosecond filament triggered a series of studies, which discovered an exciting physics beyond the interaction of ultrashort laser pulses with transparent dielectric media. This dissertation aims at comprehensive study of transient spatiotemporal phenomena (space-time transformations, pulse splitting and compression, filament propagation dynamics, supercontinuum generation and multiple filamentation) that take place during self-focusing of intense femtosecond laser pulses in various self-action regimes in transparent dielectric media with instantaneous Kerr nonlinearity. Various nonlinear optics diagnostic methods (three dimensional mapping, auto- and cross-correlation measurements, frequency resolved optical gating measurements), spatially resolved frequency spectra measurements, statistical analysis of spectral intensities and energies, numerical simulations were employed. The dissertation addresses important issues regarding complete physical understanding of the evolution cycle of femtosecond filaments in normally dispersive media, physical nature of spatiotemporal light bullets generated by filamentation in the anomalous group velocity regime, detailed statistical aspects of supercontinuum generation, and spatiotemporal characterization of multiple filaments. Analysed factors are useful for practical applications when... [to full text]