Каскадные спектрально-временные преобразования сверхкоротких лазерных импульсов -- новые методы генерации мультиоктавного суперконтинуума, терагерцового излучения и субпериодных световых импульсов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-72-10109

НазваниеКаскадные спектрально-временные преобразования сверхкоротких лазерных импульсов -- новые методы генерации мультиоктавного суперконтинуума, терагерцового излучения и субпериодных световых импульсов

Руководитель Митрофанов Александр Вячеславович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Общество с ограниченной ответственностью "Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий" , г Москва

Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-302 - Когерентная и нелинейная оптика

Ключевые слова Каскадные нелинейно-оптические преобразования, сверхкороткие лазерные импульсы, мультиоктавный суперконтинуум, генерация терагерцового излучения, компрессия мощных лазерных импульсов, субпериодные импульсы

Код ГРНТИ29.33.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Методы каскадных спектрально-временных преобразований лазерных импульсов являются ключевыми для нелинейной оптики и оптики сверхбыстрых процессов. Они играют центральную роль в продвижении лазерных технологий к новым спектральным диапазонам, к повышению мощности лазерных систем и к получению беспрецедентно коротких импульсов. В рамках предлагаемой программы научных исследований планируется разработать и экспериментально реализовать комплекс новых оптических методов для генерации субпериодных импульсов, т.е. импульсов, длительность которых составляет менее одного оптического периода, а также генерации терагерцового излучения и мультиоктавных суперконтинуумов на основе каскадных нелинейных пространственно-временных преобразований сверхкоротких лазерных импульсов. Для выполнения экспериментальной части предлагаемой программы исследований будет использован уникальный лазерный комплекс, служащий источником сверхкоротких импульсов сразу на нескольких длинах волн ближнего и среднего ИК-диапазона (от 1 до 4 мкм), созданный вносящей проект научной группой. Этот источник вплоть до настоящего момента является самым мощным (по пиковой мощности) источником фемтосекундных импульсов среднего инфракрасного диапазона. Для выполнения теоретической части исследований планируется проведение численного моделирования на основе решения обобщенного нелинейного уравнения Шредингера, описывающего процессы спектрально-временных преобразований импульса. Ожидается, что на основе предложенной программы исследований окажется возможным (1) разработать физические принципы новых оптических методов генерации субпериодных импульсов, (2) продемонстрировать новые возможности оптического формирования предельно коротких импульсов электромагнитного излучения на терагерцовых частотах, (3) продемонстрировать физические принципы генерации мультиоктавного суперконтинуума. Имеющийся у вносящей проект научной группы научный и технический задел включает в себя созданные и функционирующие в лаборатории научной группы уникальные лазерные источники сверхкоротких импульсов ближнего и среднего инфракрасного диапазона, а также разработанные группой квантовые и квазиклассические модели взаимодействия сверхкоротких импульсов с веществом. Результаты работы группы в областях, близких к предлагаемым исследованиям, опубликованы в более чем 80 научных публикациях, включая многочисленные публикации в журналах Nature Communications, УФН, Optica, Physical Review Letters, Scientific Reports и других научных журналах. Экспериментальная программа будет полностью выполнена в России, в лаборатории группы, вносящей данный проект. Коллектив исполнителей состоит из 8 человек (включая руководителя). Шесть участников коллектива - активные молодые ученые в возрасте до 39 лет.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Степанов Е.А., Воронин А.А., Менг Ф., Митрофанов А.В., Сидоров-Бирюков Д.А., Рожко М.В., Глек П.Б., Ли Я., Федотов А.Б., Пужлис А., Балтушка А., Лиу Б., Гао Ш., Ванг Я., Ванг П., Ху М., Желтиков А.М. Multioctave supercontinua from shock-coupled soliton self-compression Physical Review A, 99, 033855 (год публикации - 2019)
10.1103/PhysRevA.99.033855

2. Митрофанов А.В., Сидоров-Бирюков Д.А., Рожко М.В., Рябчук С.В., Воронин А.А., Желтиков А.М. High-order harmonic generation from a solid-surface plasma by relativistic-intensity sub-100-fs mid-infrared pules Optics Letters, 43, 5571 (год публикации - 2018)
10.1364/OL.43.005571

3. Митрофанов А.В., Сидоров-Бирюков Д.А., Воронин А.А., Рожко М.В., Серебрянников Е.Е., Федотов А.Б., Желтиков А.М. Релятивистские нелинейно-оптические явления в поле субтераваттных лазерных импульсов Письма в ЖЭТФ (год публикации - 2020)

4. Митрофанов А.В., Сидоров-Бирюков Д.А., Рожко М.В., Воронин А.А. , Глек П.Б., Рябчук С.В., Серебрянников Е.Е., Федотов А.Б., Желтиков А.М. Релятивистские нелинейно-оптические явления в поле субтераваттных лазерных импульсов Письма в ЖЭТФ, Письма в ЖЭТФ, том 112, вып. 1, с. 22 – 29 (год публикации - 2020)
10.31857/S1234567820130042

5. Митрофанов А.В., Сидоров-Бирюков Д.А., Воронин А.А., Рожко М.В., Глек П.Б., Назаров М.М., Серебрянников Е.Е., Федотов А.Б., Желтиков А.М. Усиление плазменных нелинейностей и генерация СВЧ-ТГц-суперконтинуума в поле субтераваттных импульсов среднего инфракрасного диапазона Письма ЖЭТФ, Vol 113, Iss. 5, pp. 304-310 (2021) (год публикации - 2021)
10.31857/S1234567821050037

6. Митрофанов А.В., Сидоров -Бирюков Д.А., Назаров М.М., Воронин А.А., Рожко М.В., Федотов А.Б., Желтиков А.М. Coherently enhanced microwave pulses from midinfrared-driven laser plasmas Optics Letters, Vol. 46, Issue 5, pp. 1081-1084 (2021) (год публикации - 2021)
10.1364/OL.410030

7. Митрофанов А.В., Рожко М.В., Воронин А.А., Сидоров-Бирюков Д.А., Федотов А.Б., Желтиков А.М. High-harmonic-driven inverse Raman scattering Optics Letters (год публикации - 2021)

Публикации