Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2024, выпуск 1 » Статья стр. 21
<<<>>>
Влияние числовой апертуры на режим фокусировки ультракоротких лазерных импульсов в объем синтетического алмаза
Российский научный фонд, 21-79-30063
Гулина Ю.С. 1, Чжу Ц.1, Красин Г.К. 1, Кузьмин Е.В. 1
1Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, Москва, Россия
Email: gulinays@lebedev.ru, krasingk@lebedev.ru, kuzmine@lebedev.ru
Поступила в редакцию: 24 декабря 2023 г.
В окончательной редакции: 24 декабря 2023 г.
Принята к печати: 15 января 2024 г.
Выставление онлайн: 2 апреля 2024 г.
PDF версия
Исследовано влияние числовой апертуры (NA) фокусирующей оптики на процесс формирования плазменных каналов, индуцированных ультракороткими лазерными импульсами с длиной волны 1030 nm в объеме синтетического алмаза. Показано, что в исследуемом диапазоне пиковых мощностей P_0=0.45-0.9 MW при NA<0.2 фокусировка идет в нелинейном режиме, в котором существенное влияние керровской самофокусировки приходит к формированию протяженных плазменных каналов, а при жесткой фокусировке (NA>0.3) - в линейном, в котором из-за преобладания геометрической фокусировки возможно формирование более компактных структур. Переход от нелинейного режима к линейному зависит от мощности лазерных импульсов и при более низких мощностях происходит при более высоких значениях числовой апертуры. Полученные результаты могут быть использованы для повышения точности внутриобъемной лазерной микро/наномодификации и управления пространственными параметрами модифицируемых областей. Ключевые слова: ультракороткие лазерные импульсы, нелинейно-оптическое взаимодействие, числовая апертура, филаментация, синтетический алмаз, плазменные каналы, люминесценция.
  1. S. Kudryashov, A. Nastulyavichus, G. Krasin, K. Khamidullin, K. Boldyrev, D. Kirilenko, A. Yachmenev, D. Ponomarev, G. Komandin, S. Lebedev, D. Prikhod'ko, M. Kovalev. Opt. Las. Technol., 158 (A), 108873 (2023). DOI: 10.1016/j.optlastec.2022.108873
  2. K. Sugioka, Y. Cheng. Light: Sci. Appl., 3 (4), 149 (2014). DOI: 10.1038/lsa.2014.30
  3. R.A. Khmelnitsky, O.E. Kovalchuk, Y.S. Gulina, A.A. Nastulyavichus, G.Y. Kriulina, N.Y. Boldyrev, S.I. Kudryashov, A.O. Levchenko, V.S. Shiryaev. Diamond and Related Materials, 128, 109278 (2022). DOI: 10.1016/j.diamond.2022.109278
  4. Ю.С. Гулина, Р.А. Хмельницкий, О.Е. Ковальчук. Опт. и спектр, 131 (2), 247 (2023). DOI: 10.21883/OS.2023.02.55015.1-23
  5. P.L. Kelley. Phys. Rev. Lett., 16 (9), 384 (1966). DOI: 10.1103/PhysRevLett.16.384
  6. J.H. Marburger. Progr. Quant. Electron., 4 (1), 35 (1975). DOI: 10.1016/0079-6727(75)90003-8
  7. F.F. Chen. Introduction to plasma physics and controlled fusion (Springer International Publishing, Switzerland, 2016). DOI: 10.1007/978-3-319-22309-4
  8. A. Couairon, A. Mysyrowicz. Phys. Rep., 441 (2-4), 47 (2007). DOI: 10.1016/j.physrep.2006.12.005
  9. S.I. Kudryashov, P.A. Danilov, E.V. Kuzmin, Y.S. Gulina, A.E. Rupasov, G.K. Krasin, I.G. Zubarev, A.O. Levchenko, M.S. Kovalev, P.P. Pakholchuk, S.A. Ostrikov, A.A. Ionin. Opt. Lett., 47 (14), 3487 (2022). DOI: 10.1364/ol.462693
  10. G.K. Krasin, Y.S. Gulina, E.V. Kuzmin, V.P. Martovitskii, S.I. Kudryashov. Photonics, 10 (2), 106 (2023). DOI: 10.3390/photonics10020106
  11. A.Q. Wu, I.H. Chowdhury, X. Xu. Appl. Phys. Lett., 88 (11), 11502 (2006). DOI: 10.1063/1.2183361
  12. E.N. Glezer, E. Mazur. Appl. Phys. Lett., 71 (7), 882 (1997). DOI: 10.1063/1.119677
  13. F. Theberge, W. Liu, P.T. Simard, A. Becker, S.L. Chin. Phys. Rev. E, 74 (3), 036406 (2006). DOI: 10.1103/PhysRevE.74.036406
  14. Y. Gulina, J. Zhu, G. Krasin, E. Kuzmin, S. Kudryashov. Photonics, 10 (10), 1177 (2023). DOI: 10.3390/photonics10101177
  15. K. Lim, M. Durand, M. Baudelet, M. Richardson. Sci. Rep., 4 (1), 7217 (2014). DOI: 10.1364/cleo_qels.2015.ftu4d.4
  16. N. Naseri, G. Dupras, L. Ramunno. Opt. Expr., 28 (18), 26977 (2020). DOI: 10.1364/OE.395185
  17. S.I. Kudryashov, P.A. Danilov, N.A. Smirnov, N.G. Stsepuro, A.E. Rupasov, R.A. Khmelnitskii, E.A. Oleynichuk, E.V. Kuzmin, A.O. Levchenko, Y.S. Gulina, S.N. Shelygina, I.V. Sozaev, M.S. Kovalev, O.E. Kovalchuk. Appl. Surf. Sci., 575, 151736 (2022). DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.151736
  18. L. Khan. Laser Filamentation --- Beyond Self-focusing and Plasma Defocusing (University of Central Florida, Orlando, 2014). URL: http://purl.fcla.edu/fcla/etd/CFE0005520
  19. M. Kozak, T. Otobe, M. Zukerstein, F. Trojanek, P. Maly. Phys. Rev. B, 99, 104305 (2019). DOI: 10.1103/PhysRevB.99.104305
  20. L.V. Keldysh. Sov. Phys. JETP, 20, 1307 (1965)
  21. C.B. Schaffer, A. Brodeur, E. Mazur. Meas. Sci. Technol., 12, 1784 (2001). DOI: 10.1088/0957-0233/12/11/305
  22. R. Osellame, G. Cerullo, R. Ramponi. Femtosecond laser micromachining: photonic and microfluidic devices in transparent materials (Springer, Berlin, Heidelberg, 2012). DOI: 10.1007/978-3-642-23366-1
  23. S.S. Mao, F. Quere, S. Guizard, X. Mao, R.E. Russo, G. Petite, P. Martin. Appl. Phys. A, 79, 1695 (2004). DOI: 10.1007/s00339-004-2684-0
  24. C. Ferris. Theoretical modeling of laser-induced absorption phenomena in optical materials (University of Nebraska, Lincoln, 2014). URL: http://digitalcommons.unl.edu/elecengtheses/52

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme