Завідувач - д.ф.-м.н. Землянов Олександр Анатолійович
область досліджень
- Атмосферна фемтосекундного оптика.
- Поширення інтенсивних лазерних пучків на висотних протяжних трасах.
- Оптоакустіческіе дослідження атмосфери.
- Оптичні процеси в мікрорезонаторах і перетворювачах частоти.
- Нестационарная нелінійна оптика.
Основні результати досліджень
В історичному плані концепція робіт в цій області була запропонована в монографії В.Є. Зуєва «Поширення видимих і інфрачервоних хвиль в атмосфері» (М. Сов. Радіо, 1970). До теперішнього часу в лабораторії виконано великий цикл фундаментальних досліджень з оптики потужного лазерного випромінювання в атмосфері.- Встановлено і вивчені механізми оптичної нелінійності аеродисперсних середовищ. Розроблено ефективні методи розрахунків, створені напівемпіричні моделі, що забезпечують прогнозування втрат енергії і спрямованості потужних лазерних пучків на протяжних атмосферних трасах. Розроблено фізичні основи нових методів діагностики дисперсних середовищ на основі нелінійно-оптичних взаємодій.
- Залишаючись актуальним протягом багатьох десятків років, даний напрямок переживає новий етап розвитку завдяки створенню потужних фемтосекундних лазерних систем. З їх застосуванням в атмосфері зв'язуються нові перспективи використання оптичних технологій у вивченні природних явищ.
- Як правило, нелінійно-оптичні ефекти погіршують умови поширення лазерних пучків в атмосфері і їх облік необхідний при оцінці ефективності передачі лазерної енергії на великі дистанції. При поширенні безперервного лазерного випромінювання в повітрі пучок відчуває теплові аберації, однак в туманах для інфрачервоного випромінювання і довгих імпульсів реалізується збільшення прозорості середовища внаслідок випаровування крапель.
- При поширенні в повітрі потужних лазерних імпульсів пикосекундной і фемтосекундною тривалостей виникає явище філаментаціі, пов'язане з самофокусировка лазерного пучка в нитки, освітою плазми, генерацією широкосмугового світіння, так званого суперконтинуума. Поширення довших лазерних імпульсів в аерозольній середовищі супроводжується оптичним пробоєм повітря поблизу аерозольних часток, що веде до додаткового ослаблення випромінювання.
- Багато нелінійно-оптичні ефекти послужили базою для створення нових методів діагностики атмосфери і водного середовища. Оптичний пробій аерозольних середовищ привернув увагу вчених як джерело емісійного спектра складових матеріалу зважених часток. Двухфотонная поглинання в аерозолях, що містять органічні молекули, викликає їх флуоресценцію, що служить індикатором цих молекул. Використання широкосмугового випромінювання суперконтинуума дозволяє здійснювати діагностику газових і аерозольних середовищ методом многоволновой зондування.
Фотографія вибухового скипання водної краплі радіусом 50 мкм в поле мікросекундного імпульсу СО2-лазера
Поперечна структура щільності енергії випромінювання титан-сапфірового лазера з довжиною хвилі 800 нм, тривалістю 60 фс і енергією 10 мДж в кінці атмосферної траси довжиною 80 м при філаментаціі в повітрі