Лаборатория нелинейно-оптических взаимодействий

Заведующий - д.ф.-м.н. Землянов Александр Анатольевич

Область исследований

  • Атмосферная фемтосекундная оптика.
  • Распространение интенсивных лазерных пучков на высотных протяженных трассах.
  • Оптоакустические исследования атмосферы.
  • Оптические процессы в микрорезонаторах и преобразователях частоты.
  • Нестационарная нелинейная оптика.

Основные результаты исследований

В историческом плане концепция работ в этой области была предложена в монографии В.Е. Зуева «Распространение видимых и инфракрасных волн в атмосфере» (М.: Сов. радио, 1970). К настоящему времени в лаборатории выполнен большой цикл фундаментальных исследований по оптике мощного лазерного излучения в атмосфере.
  • Установлены и изучены механизмы оптической нелинейности аэродисперсных сред. Разработаны эффективные методы расчетов, созданы полуэмпирические модели, обеспечивающие прогнозирование потерь энергии и направленности мощных лазерных пучков на протяженных атмосферных трассах. Разработаны физические основы новых методов диагностики дисперсных сред на основе нелинейно-оптических взаимодействий.
  • Оставаясь актуальным на протяжении многих десятков лет, данное направление переживает новый этап развития благодаря созданию мощных фемтосекундных лазерных систем. С их применением в атмосфере связываются новые перспективы использования оптических технологий в изучении природных явлений.
  • Как правило, нелинейно-оптические эффекты ухудшают условия распространения лазерных пучков в атмосфере и их учет необходим при оценке эффективности передачи лазерной энергии на большие дистанции. При распространении непрерывного лазерного излучения в воздухе пучок испытывает тепловые аберрации, однако в туманах для инфракрасного излучения и длинных импульсов реализуется увеличение прозрачности среды вследствие испарения капель.
  • При распространении в воздухе мощных лазерных импульсов пикосекундной и фемтосекундной длительностей возникает явление филаментации, связанное с самофокусировкой лазерного пучка в нити, образованием плазмы, генерацией широкополосного свечения, так называемого суперконтинуума. Распространение более длинных лазерных импульсов в аэрозольной среде сопровождается оптическим пробоем воздуха вблизи аэрозольных частиц, что ведет к дополнительному ослаблению излучения.
  • Многие нелинейно-оптические эффекты послужили базой для создания новых методов диагностики атмосферы и водной среды. Оптический пробой аэрозольных сред привлек внимание ученых как источник эмиссионного спектра составляющих материала взвешенных частиц. Двухфотонное поглощение в аэрозолях, содержащих органические молекулы, вызывает их флуоресценцию, что служит индикатором этих молекул. Использование широкополосного излучения суперконтинуума позволяет осуществлять диагностику газовых и аэрозольных сред методом многоволнового зондирования.
Фотография взрывного вскипания водной капли радиусом 50 мкм в поле микросекундного импульса СО2-лазера Поперечная структура плотности энергии излучения титан-сапфирового лазера с длиной волны 800 нм, длительностью 60 фс и энергией 10 мДж в конце атмосферной трассы длиной 80 м при филаментации в воздухе

Сотрудники

  1. Апексимов Дмитрий Владимирович, снс, к.ф.-м.н., тел: (3822) 491-532, E-mail: apeximov@iao.ru
  2. Булыгин Андрей Дмитриевич, нс, к.ф.-м.н., тел: (3822) 491-532, E-mail: b.a.d@iao.ru
  3. Гейнц Юрий Эльмарович, гнс, д.ф.-м.н., тел: (3822) 491-532, E-mail: ygeints@iao.ru
  4. Губарев Федор Александрович, мнс, к.ф.-м.н.
  5. Кабанов Андрей Михайлович, гнс, д.ф.-м.н., E-mail: kam@iao.ru
  6. Колыхалова Ольга Эдуардовна, инженер
  7. Коротченко Константин Борисович, снс, к.ф.-м.н.
  8. Кунашенко Юрий Петрович, снс, к.ф.-м.н.
  9. Кучинская Олеся Ивановна, инженер
  10. Лопасов Владимир Павлович, внс, д.ф.-м.н., тел: (3822) 491-716, E-mail: lopas@iao.ru
  11. Минина Ольга Владимировна, инженер, E-mail: mov@iao.ru
  12. Неделькин Николай Викторович, инженер
  13. Панина Екатерина Константиновна, снс, к.ф.-м.н., тел: (3822) 491-597, E-mail: pek@iao.ru
  14. Петров Алексей Вадимович, мнс, E-mail: awp@iao.ru
  15. Погодаев Виталий Алексеевич, гнс, д.ф.-м.н.
  16. Соколова Екатерина Борисовна, нс
  17. Степанов Сергей Александрович, нс
  18. Тарасенкова Анна Владимировна, нс, к.т.н., E-mail: aav@iao.ru
  19. Хорошаева Елена Евгеньевна, нс, к.ф.-м.н., тел: (3822) 491-532, E-mail: bee@iao.ru