Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Стратифицированная модель рассеяния лазерного излучения в дисперсной среде и филаментация фемтосекундного импульса в атмосферном аэрозоле

Диссертация: Стратифицированная модель рассеяния лазерного излучения в дисперсной среде и филаментация фемтосекундного импульса в атмосферном аэрозоле
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В дисперсной среде водного аэрозоля возможны различные режимы филаментации фемтосекундного лазерного импульса, пиковая мощность которого в десятки раз превышает критическую мощность самофокусировки в воздухе. При малой концентрации крупных частиц (7V~100cm" 3, Д~15мкм) преобладает когерентное рассеяние вперед, которое вызывает множественную филамептацию импульса. При большей концентрации… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. Состояние исследований, но распространению фемтосекундного лазерного импульса в аэрозоле
    • 1. 1. Фемтосекундная нелинейная оптика атмосферы
      • 1. 1. 1. Временные масштабы
      • 1. 1. 2. Явление филаментации
      • 1. 1. 3. Натурные эксперименты по филаментации в атмосфере
      • 1. 1. 4. Теоретические модели
    • 1. 2. Взаимодействие мощного фемтосекундного лазерного импульса с отдельной аэрозольной частицей
      • 1. 2. 1. Световое поле в частице
      • 1. 2. 2. Фемтосекундное лазерное зондирование аэрозоля
      • 1. 2. 3. Влияние частиц на филамент
    • 1. 3. Мощный фемтосекундный лазерный импульс в аэрозоле
      • 1. 3. 1. Ослабление импульса в аэрозоле
      • 1. 3. 2. Рассеяние на частицах, хаотизация
  • ГЛАВА 2. Гсометрооптический анализ поля внутри частицы
    • 2. 1. Физическая модель распространения светового поля внутри сферической водной частицы
    • 2. 2. Метод лучевых траекторий и численная схема
    • 2. 3. Динамика поля внутри частицы
    • 2. 4. Формирование плазмы
    • 2. 5. Оценка диаграммы направленности излучения плазмы
    • 2. 6. Выводы к главе 2
  • ГЛАВА 3. Стратифицированная модель рассеяния лазерного излучения
    • 3. 1. Физическое обоснование модели
    • 3. 2. Концепция стратифицированной модели рассеяния лазерного излучения
    • 3. 3. Компьютерная реализация стратифицированной модели
    • 3. 4. «Аэрозольный» экран
      • 3. 4. 1. Приближение аномальной дифракции
      • 3. 4. 2. Расчет поля рассеянного частицей
      • 3. 4. 3. Интерференция волн в аэрозольном экране
      • 3. 4. 4. Параметры аэрозольного экрана
    • 3. 5. Применимость стратифицированной модели рассеяния
    • 3. 6. Алгоритм и численная схема
    • 3. 7. Когерентное рассеяние на аэрозольном экране
    • 3. 8. Выводы к главе 3
  • ГЛАВА 4. Анализ и апробация стратифицированной модели
    • 4. 1. Ослабление лазерного пучка при рассеянии в монодисперсной среде
    • 4. 2. Сравнение с корпускулярным подходом
      • 4. 2. 1. Корпускулярный метод Монте-Карло
      • 4. 2. 2. Аппроксимация функции рассеяния
      • 4. 2. 3. Профиль пучка в монодисперсном аэрозоле
      • 4. 2. 4. Влияние размеров частиц и функций рассеяния
      • 4. 2. 5. Результаты сравнения
    • 4. 3. Сходимость метода Монте-Карло
      • 4. 3. 1. Влияние параметров аэрозоля
      • 4. 3. 2. Влияние параметров модели
    • 4. 4. Когерентное рассеяние в полидисперсном аэрозоле
    • 4. 5. Выводы к главе 4
  • ГЛАВА 5. Зарождение филаментов в атмосферном аэрозоле
    • 5. 1. Нелинейное оптическое взаимодействие фемтосекундного импульса с аэродиснерсной средой
    • 5. 2. Нелинейный керровский экран
    • 5. 3. Стационарная модель зарождения филаментов
      • 5. 3. 1. Отдельная частица
      • 5. 3. 2. Монодисперсная среда
      • 5. 3. 3. Полидисперсный аэрозоль
    • 5. 4. Статистические характеристики начальной стадии филаментации
    • 5. 5. Влияние оптической толщи и размера частиц
    • 5. 6. Зарождение филаментации в мелком дожде
      • 5. 6. 1. Результаты численных экспериментов
      • 5. 6. 2. Пространственный спектр лазерного излучения на начальной стадии филаментации в дожде
    • 5. 7. Выводы к главе 5
  • ГЛАВА 6. Филаментации в атмосферном аэрозоле
    • 6. 1. Нелинейный плазменный экран
    • 6. 2. Образование плазменных каналов в аэрозоле
    • 6. 3. Плотность потока энергии излучения
    • 6. 4. Выводы к главе 6

Стратифицированная модель рассеяния лазерного излучения в дисперсной среде и филаментация фемтосекундного импульса в атмосферном аэрозоле (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Исследования распространения мощных фемтосекундных лазерных импульсов в условиях реальной атмосферы в настоящее время вызывают все больший интерес. Это связано с развитием фемтосекундной лазерной техники и перспективой ее использования в широком круге атмосферных приложений. Среди этих направлений значительное место занимают задачи лазерного зондирования атмосферы, обнаружения загрязняющих примесей в газовом составе и аэрозоле, управления пробоем в воздухе для стока атмосферного электричества и др. [1−4].

Исследование распространения мощного фемтосекуидного лазерного импульса в атмосфере, как существенно неоднородной многокомпонентной среде [5], представляет собой обширную задачу. Частью её являются исследования распространения излучения в атмосферном аэрозоле. Наиболее распространенным для нижних слоев атмосферы является водный аэрозоль в виде облаков и туманов, которые являются аэродисперсными средами.

Можно выделить два основных направления исследования распространения мощных фемтосекундных лазерных импульсов в атмосферном аэрозоле. Первое из них состоит в развитии методов фемтосекуидного зондирования атмосферы для обнаружения загрязняющих примесей в окружающей среде. Техника фемтосекуидного нелинейного аэрозольного лидара основывается на нелинейно-оптическом взаимодействии интенсивного лазерного излучения непосредственно с частицами аэрозоля. К этому направлению относятся работы по исследованию флуоресценции частиц при воздействии мощного фемтосекундпого лазерного импульса [6,7] и эмиссионной спектроскопии аэрозоля в лазерной плазме фемтосекуидного излучения [8−10]. Генерация третьей [11] и второй [12] гармоник наблюдалась экспериментально при воздействии мощных фемтосекундных лазерных импульсов на частицы воды. Возможность регистрации вынужденного рассеяния Мапдельштама-Бриллюэна па «шепчущих» модах частиц обсуждается в [13].

Второе направление фемтосекундной нелинейной оптики аэрозольных сред охватывает исследования явления филаментации лазерного имиульса, которое представляет собой пространственно-временную локализацию энергии [14−16]. Взаимодействие лазерного излучения с частицами аэрозоля может оказать существенное влияние па явление филаментации лазерного импульса и генерацию суперкоптипуума который в настоящий момент рассматривается как перспективный источник для широкополосного зондирования атмосферы фемтосекундными лидарами белого света [1,17,18]. В реальных условиях импульсы тераваттной мощности распадаются на случайное множество филаментов [19] вследствие модуляционной неустойчивости мощного светового поля [20]. Неустойчивость может развиваться как на начальных неоднородностях пучка [21], так и на возмущениях, вызванных флуктуацией показателя преломления в атмосфере [22], рассеянием и поглощением излучения на частицах атмосферного аэрозоля [23].

В лабораторных экспериментах [24,25] показано, что влияние водного аэрозоля высокой оптической плотности на филаментацию мощных лазерных импульсов подобно линейному ослаблению. Кроме ослабления, рассеяние мощного фемтосекундного лазерного импульса в аэродисперсной среде с параметрами типичными для атмосферных образований (облачность, туман, дождь) может привести к возникновению сильных возмущений светового поля, вызванных хаотически расположенными частицами аэрозоля. Возникающие в поперечном сечении импульса возмущения, могут стать центрами развития модуляционной неустойчивости излучения в среде с керровской нелинейностью и, следовательно, областями наиболее вероятного образования филаментов. Первые качественные результаты о филаментации лазерного импульса при распространении в мелком дожде получены в натурном эксперименте [23]. В поперечном сечении импульса наблюдалось формирование дифракционной картины, характерной для рассеяния на сферических частицах.

Таким образом, микрочастицы аэрозоля являются не только самостоятельным объектом исследования при мониторинге, но и существенным фактором, влияющим па процесс распространения лазерных импульсов в атмосферном воздухе. Поэтому взаимодействие мощных фемтосекупдных лазерных импульсов е частицами аэрозоля, представляет собой многогранную задачу, исследование которой является актуальным в настоящее время.

Цели и задачи диссертационной работы.

1. Построение простой физической модели для анализа светового поля в сферической водной частице и оценка на ее основе области плазмообразования, вызванного мпогофотонной и каскадной ионизацией, а также расчет индикатрисы сигнала эмиссионного излучения плазменного очага.

2. Разработка адекватной экспериментальным данным физической модели рассеяния мощного лазерного излучения на ансамбле частиц водного аэрозоля, ориентированной на задачи фемтосекундной нелинейной оптики. Её физическое и математическое обоснование, оценка физических границ применимости, создание вычислительного алгоритма и пакета программ.

3. Исследование роли когерентного рассеяния па ансамбле частиц моиои полидисперсного аэрозоля на зарождение и формирование филамента в мощном фемтосекундпом лазерном импульсе. Оценка влияния различных параметров аэрозоля на процесс филаментации.

4. Анализ динамики развития множественной филаментации и формирования плазменных каналов в фемтосекундпом лазерном импульсе при распространении в атмосферном аэрозоле.

Научная новизна работы.

1. Впервые методом геометрической оптики с помощью лучевых траекторий определено световое поле в сферической водной частице с учетом преломления, отражения излучения на границах и интерференции отраженной и прямой волны внутри капли.

2. Оригинальной является модель многократного когерентного рассеяния лазерного излучения в аэрозоле на основе стратифицированиого представления дисперсионной среды. Ключевой составляющей модели являются аэрозольные экраны, которые разработаны для воспроизведения когерентного рассеяния светового ноля на ансамбле частиц в слое стратифицированной среды.

3. Новыми являются результаты статистического анализа зарождения филаментов при распространении мощных фемтосекундных лазерных импульсов в дисперсной среде водного аэрозоля, на основе которого установлена возможность существования различных режимов филаментации и определена их зависимость от концентрации и размера частиц в аэрозоле. Получена картина формирования филаменов па каплях мелкого дождя, которая согласуется с данными натурного эксперимента.

4. Впервые численно исследована стохастическая многофиламентация мощного лазерного импульса в водном аэрозоле, получены динамические картины локализации энергии светового поля и формирования лазерной плазмы при мпогофотонной ионизации в воздухе.

Защищаемые положения.

1. При распространении фемтосекундного лазерного импульса в сферической частице водного аэрозоля происходит концентрация светового поля. При длительности импульса, сравнимой со временем пробега световой волны в частице, интенсивность излучения вследствие преломления, отражения от поверхностей капли и интерференции переднего и заднего фронтов импульса, увеличивается в десятки и более раз по сравнению с интенсивностью падающего поля.

2. Стратифицированная модель однонаправленного распространения лазерного излучения в атмосферном аэрозоле на основе плоских аэрозольных экранов, между которыми происходит дифракция и нелинейно-оптическое взаимодействие излучения с воздушной средой, воспроизводит многократное когерентное рассеяния в дисперсионной среде и процесс распада мощного фемтосекундного лазерного импульса на филаменты, инициируемые возмущениями светового поля при рассеянии на частицах.

3. В дисперсной среде водного аэрозоля возможны различные режимы филаментации фемтосекундного лазерного импульса, пиковая мощность которого в десятки раз превышает критическую мощность самофокусировки в воздухе. При малой концентрации крупных частиц (7V~100cm" 3, Д~15мкм) преобладает когерентное рассеяние вперед, которое вызывает множественную филамептацию импульса. При большей концентрации и меньшем радиусе частиц доминирует ослабление излучения в среде, которое приводит к образованию одного филамента или отсутствию филаментации в мощном импульсе. Границы различных режимов филаментации мощного лазерного импульса не определяются оптической толщиной среды, а зависят от концентрации и размера частиц.

4. При распространении субтераваттного фсмтосскундиого лазерного импульса в атмосферном аэрозоле происходит стохастическая многофиламептация, то есть формируется случайное множество протяженных областей с высокой плотностью потока энергии излучения ~1.5Дж/см2, что сопровождается образованием как протяженных плазменных каналов с концентрацией электронов ~1.4−1016 см" 3, так и отдельных очагов плазмы, обусловленных локальной концентрацией интенсивности светового поля при многократном рассеянии в керровской среде.

Апробация результатов работы.

Основные результаты диссертационной работы отражены в следующих статьях, опубликованных в научных журналах:

1. В. О. Милиции, Е. П. Качан, В. П. Кандидов «Многократное рассеяние, модуляционная неустойчивость и филаментация фемтосекупдного лазерного импульса в дисперсной среде». Квантовая Электропика, 36(11), 1032−1038 (2006).

2. В. П. Кандидов, В. О. Милиции, А. В. Быков, А. В. Приезжев «Корпускулярный» и «волновой» методы Монте-Карло в оптике дисперсных сред". Квантован Электроника, 36(11), 1003−1008 (2006).

3. В. П. Кандидов, В. О. Милиции «Формирование множества филаментов в мощном фемтосекундном лазерном импульсе в условиях дождя». Оптика Атмосферы и Океана, 19(11), 765−772 (2006).

4. Е. П. Качан, В. О. Милиции «Влияние частиц атмосферного аэрозоля на зарождение филаментов в лазерном пучке». Оптический журнач, 73(11), 38−44 (2006).

5. V.P. Kandidov, V.O. Militsin «Computer simulation of laser pulse filament generation in rain». Applied Physics B, 83(2), 171 -174 (2006).

6. В. О. Милиции, JI.C. Кузьминский, В. П. Кандидов «Стратифицированная модель распространения мощного фемтосекундного лазерного излучения в атмосферном аэрозоле». Оптика Атмосферы и Океана, 18(10), 880−886 (2005).

7. В. П. Кандидов, В. О. Милиции «Интенсивность светового поля и концентрация электронов лазерной плазмы в капле водного аэрозоля при воздействии фемтосекупдного импульса. Геометрооптический анализ». Оптика Атмосферы и Океана, 17(1), 54−62 (2004).

8. V.O. Militsin, L.S. Kouzminskii, V.P. Kandidov «Beam breakup and filament initiation induced by femtosecond pulse transmission through water aerosol». Proceedings of SPIEThe International Society for Optical Engineering, 5708, 277−287 (2005).

Результаты работы также докладывались автором на международных конференциях:

• Вторая научная молодежная школа «Оптика 2002», Санкт-Петербург, октябрь 2002;

• Xlth Conference on Laser Optics (L0'2003), St. Petersburg, Russia, July 2003;

• Международная конференция студентов аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломопосов-2003», секция «Физика», Москва, апрель 2003;

• International conference on Optics «Photonics West 04», San Jose, CA, USA, 25−29 January 2004;

• First Russian — Frcnch Laser Physics Workshop for Young Scientists St. Petersburg, Russia, July 3 — 9, 2004;

• Третья международная конференция «Фундаментальные проблемы оптики ФПО-2004» Санкт-Петербург, Россия, 21−24 октября 2004;

• International confcrcnce on Optics «Photonics West 2005», San Jose, CA, USA, 22−27 January 2005;

• International Conference on Lasers, Applications, and Technologies (1CONO/LAT 2005), St. Petersburg, Russia, 11−15 May, 2005;

• International conference «Optics & Photonics and 50th SP1E Annual Meeting 2005», San Diego, CA, USA, 30 July — 4 August, 2005;

• International conference on high power beams (HPLB-2006), Mizhny NovgorodYaroslavl — Nizhny Novgorod, 3−8 July, 2006.

Личный вклад автора.

Все использованные в диссертации результаты получены автором лично или при его определяющем участии в разработке физической и математической моделей нелинейно-оптического взаимодействия мощного фемтосекуидного лазерного импульса с аэрозольной средой.

§ 6.4 Выводы к главе 6.

1. Получена динамическая картина развития множественной филаментации и формирования плазменных каналов при распространении мощного фемтосекундного лазерного импульса в условиях аэрозольного рассеяния.

2. Численным анализом динамической филаментации субтераваттного фемтосекундного лазерного импульса показано, что в аэродисперсной среде с микронными размерами рассеивающих водных капель формируется стохастическое множество протяженных областей с высокой плотностью потока Л энергии излучения ~]. 5Дж/см, а также протяженных плазменных каналов и локальных образований с высокой концентрацией электронов ~1.4−1016 см" 3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В работе предложена и развита стратифицированная модель распространения лазерного излучения в аэрозольной среде. Изучено явление филаментации при распространении мощных фемтосекундпых лазерных импульсов на длине волны 800 нм в водном аэрозоле.

Получены следующие основные результаты:

1. На основе метода лучевых траекторий развит подход к численному исследованию распределения светового поля внутри капли водного аэрозоля при падении фемтосекундного лазерного импульса. Метод применим для капель, радиус которых удовлетворяет условию R"2A. При этом длительность импульса тр ограничена сверху временем пробега световой волны на расстояние равное диаметру капли. Метод учитывает эффект фокусировки излучения на освещенной поверхности капли, интерференцию поля на прямом проходе импульса через каплю и при отражении от неосвещенной её поверхности.

2. Установлено, что при пиковой интенсивности падающего импульса титан-сапфирового лазера 1о~ 3-Ю" Вт/см2 в капле водного аэрозоля с радиусом несколько десятков микрометров (R = 30 мкм) возникает область, где интенсивность возрастает на два порядка и происходит образование плазмы, вызванное многофотопной и каскадной ионизацией. Максимальная концентрация электронов в плазменном очаге достигает порядка ртах-Ъ-7а т’г, что хорошо согласуется с экспериментальными данными [80].

3. Создана стратифицированная модель когерентного рассеяния мощного лазерного излучения на ансамбле частиц водного аэрозоля. Модель основывается на представлении дисперсной среды в виде последовательности слоев, в которых частицы сосредоточены в тонких аэрозольных экранах. Между аэрозольными экранами модели происходит дифракция и нелинейно-оптическое взаимодействие излучения со средой. Рассеяние на отдельных частицах дисперсной среды рассматриваются в приближении метод аномальной дифракции. Проведен анализ границ применимости построенной модели и получены условия для параметров, при которых возможно описание рассеяния направленного излучения в аэрозоле.

4. На примере задачи о распространении лазерного пучка в моиодисперсном аэрозоле исследована систематическая погрешность стратифицированной модели и сходимость метода Монте-Карло па её основе. Показано, что модель не вносит значительных ошибок при рассмотрении направленного излучения и соответствует приближению метода медленно меняющихся амплитуд. В результате анализа тестовых задач распространения лазерного пучка в монои полидисперсном аэрозоле установлено, что предложенная модель адекватно теоретическим и экспериментальным оценкам воспроизводит рассеяние на ансамбле частиц с радиусами от 2 до десятков микрометров и концентрациями от нескольких штук на пути распространение пучка до нескольких тысяч в 1 см" 3.

5. Исследовано зарождение множества филаментов в мощном фемтосскундном лазерном импульсе при распространении в водном аэрозоле. Показано, что многократное когерентное рассеяние лазерного излучения па частицах приводит к формированию возмущений светового поля импульса, на которых зарождается случайная множественная филаментация. Получена картина дифракции субтераваттпого лазерного излучения на каплях мелкого дождя, которая согласуется с данными натурного эксперимента.

6. Методом Монте-Карло определено существование различных режимов филаментации в аэрозольной среде. В случае малой концентрации частиц (N<200 см" 3), при которой доминирует когерентное рассеяние, имеет место режим стохастической мпогофиламентации в импульсах пиковой мощностью Ро>50-Рсг. В аэрозоле с большей концентрацией частиц и, следовательно, большим ослаблением лазерного импульса, осуществляется режим одного филамента. Граница различных режимов филаментации для импульсов субтераваттной пиковой мощности зависят от концентрации частиц и их размера, но пе определяется оптической толщиной аэрозоля.

7. Установлено, что в режимах одного филамента или отсутствия филаментации, решение детерминированной задачи о самовоздействии мощного импульса в условиях линейного ослабления эквивалентно статистическому анализу филамептаци при сильном когерентном рассеянии в плотном аэрозоле.

8. Численным анализом динамической филаментации субтераваттпого фемтосекундного лазерного импульса показано, что в аэродисперсной средс с микронными размерами рассеивающих водных капель формируется стохастическое множество протяженных областей с высокой плотностью потока энергии излучения -1.5 Дж/см2, а также протяженных плазменных каналов и локальных образований с высокой концентрацией электронов ~ 1.4−1016 см" 3.

Показать весь текст

Список литературы

  1. J. Kasparian, М. Rodriguez, G. Mejean, J. Yu, E. Salmon, H. Willc, R. Bourayou,
  2. S. Frey, Y.-B. Andre, A. Mysyrowicz, R. Sauerbrey, J.-P. Wolf, L. Woste, «White-light filaments for atmospheric analysis», Science, 301(5629), 61−64 (2003).
  3. В.П. Кандидов, О. Г. Косарева, Е. И. Можаев, М. П. Тамаров, «Фемтосекундная нелинейная оптика атмосферы», Оптика атмосферы и океана, 13(5), 429−436 (2000).
  4. G. Mejean, J. Kasparian, J. Yu, S. Frey, E. Salmon, J.-P. Wolf, «Remote detection and identification of biological aerosols using a femtosecond terawatt lidar systemApplied Physics B: Lasers and Optics, 78, 535−537 (2004).
  5. Q. Luo, ILL. Xu, S.A. Hosseini, J.-F. Daigle, F. Berge, M. Sharifi, S.L. Chin, «Remote sensing of pollutants using femtosecond laser pulse fluorescence spectroscopy», Applied Physics B: Lasers and Optics, 82(1), pp. 105−109, (2006).
  6. C. Favre, V. Boutou, S.C. Hill, W. Zimmer, M. Krenz, H. Lambrecht, J. Yu ,
  7. R.K. Chang, L. Woste, J.-P. Wolf, «White-light nanosource with directional emission», Physical Review Letters, 89(3), 35 002.1−4 (2002).
  8. A.A. Землянов, Ю. Э. Гейнц, «Спонтанная флуоресценция молекул измикрочастицы, инициированная лазерными импульсами», Оптика атмосферы и океана, 18(01−02), 61−69 (2005).
  9. J. Kasparian, В. Kramer, J.P. Dewitz, S. Vajda, P. Rairoux, B. Vezin, V. Boutou ,
  10. T. Leisner, W. Hubner, J.P. Wolf, L. Woste, K.H. Bennemann, «Angular dependences of third harmonic generation from microdroplets», Physical Review Letters, 78(15), pp. 2952−2955, (1997).
  11. V. Boutou, C. Favre, L. Woeste, J.-P. Wolf, «Measuring the electric charge in cloud droplets by use of second-harmonic generation», Optics Letters, 30(7), pp. 759−761, (2005).
  12. A.A. Землянов, Ю. Э. Гейнц, «Резонансное возбуждение светового поля вслабо поглощающих сферических частицах фемтосекундным лазерным импульсом. Особенности нелинейно-оптических взаимодействий.», Оптика атмосферы и океана, 14(5), 349−359 (2001).
  13. A. Braun, G. Korn, X. Liu, D. Du, J. Squier, G. Mourou, «Self-channeling of high-peak-power femtosecond laser pulses in air», Optics Letters, 20(1), 73−75 (1995).
  14. E.T.J. Nibbering, P.F. Curley, G. Grillon, B. Prade, M.A. Franco, F. Salin,
  15. A. Mysyrowicz, «Conical emission from self-guided femtosecond pulses in air», Optics Letters, 21(1), 62−64(1996).
  16. A. Brodeur, C.Y. Chien, F.A. Ilkov, S.L. Chin, O.G. Kosareva, V.P. Kandidov, «Moving focus in the propagation of ultrashort laser pulses in air», Optics Letters, 22(5), 304−306 (1997).
  17. C. Nagura, A. Suda, H. Kawano, M. Obara, K. Midorikawa, «Generation and characterization of ultrafast white-light continuum in condensed media», Applied Optics, 41(18), pp. 3735−3742, (2002).
  18. K. Stelmaszczyk, P. Rohwetter, G. Mejean, J. Yu, E. Salmon, J. Kasparian,
  19. R. Ackermann, J.-P. Wolf, L. Woste, «Long-distance remote laser-induced breakdown spectroscopy using filamentation in air», Applied Physics Letters, 85(18), pp. 3977−3979, (2004).
  20. L. Berge, S. Skupin, F. Lederer, G. Mejean, J. Yu, J. Kasparian, E. Salmon, J.P. Wolf, M. Rodriguez, L. Woste, R. Bourayou, R. Sauerbrey, «Multiple filamentation of terawatt laser pulses in air», Physical Review Letters, 92(22), 225 002.1 -4 (2004).
  21. В.И. Беспалов, В. И. Таланов, «О нитевидной структуре пучков света в нелинейных жидкостях», Письма в ЖЭТФ, 3(12), 471−475 (1966).
  22. S.A. Hosseini, Q. Luo, В. Ferland, W. Liu, S.L. Chin, O.G. Kosareva, N.A. Panov,
  23. N. Akozbek, V.P. Kandidov, «Competition of multiple filaments during the propagation of intense femtosecond laser pulses», Physical Review A Atomic, Molecular, and Optical Physics, 70(3), 33 802.1−12 (2004).
  24. C.A. Шлемов, В. П. Кандидов, «Формирование пучка филаментов при распространении фемтосекундного лазерного импульса в турбулентной атмосфере. Часть 1. Метод.», Оптика атмосферы и океана, 17(8), 630−636 (2004).
  25. G. Mechain, G. Mejean, R. Ackermann, P. Rohwetter, Y.-B. Andre, J. Kasparian,
  26. B. Prade, K. Stelmaszczyk, J. Yu, E. Salmon, W. Winn, L.A. Schlie, A. Mysyrowicz, R. Saucrbrey, L. Woste, J.-P. Wolf, «Propagation of fs TW laser filaments in adverse atmospheric conditions», Applied Physics B: Lasers and Optics, 80(7), 785−789 (2005).
  27. В.Е. Зуев, М. В. Кабанов. Оптика атмосферного аэрозоля., Ленинград: Гидрометеоиздат, 246е., 1987.
  28. Н.Ф. Пилипецкий, А. Р. Рустамов, «Наблюдение самофокусировки света в жидкостях», Письма в ЖЭТФ, 2, 88 (1965).
  29. R.Y. Chiao, Е. Garmire, С.Н. Townes, «Self-trapping of optical beams», Physical Review Letters, 13(15), 479−482 (1964).
  30. P.L. Kelley, «Selffocusing of optical beams», Physical Review Letters, 15(26), 1005−1008 (1965).
  31. H.R. Lange, G. Grillon, J.F. Ripoche, M.A. Franco, B. Lamouroux, B.S. Prade,
  32. A. Mysyrowicz, E.T.J. Nibbering, A. Chiron, «Anomalous longrange propagation of femtosecond laser pulses through air: moving focus or pulse selfguiding?», Optics Letters, 23, 120−122(1998).
  33. J. Kasparian, R. Sauerbrey, S.L. Chin, «The critical laser intensity of self-guided light filaments in air», Applied Physics B: Lasers and Optics, 71, 877−879 (2000).
  34. A. Talebpour, M. Abdel-Fattah, S.L. Chin, «Focusing limits of intense ultrafast laser pulses in a high pressure gas: road to new spectroscopic source», Optics Communications, 183,479−484 (2000).
  35. S. Tzortzakis, B. Prade, M. Franco, A. Mysyrowicz, «Time-evolution of the plasma channel at the trail of a self-guided IR femtosecond laser pulse in air», Optics Communications, 181,123−127(2000).
  36. S.L. Chin, S. Petit, W. Liu, A. Iwasaki, M.-C. Nadeau, V.P. Kandidov, O.G. Kosareva, K.Yu. Andrianov, «Interference of transverse rings in multifilamentation of powerful femtosecond laser pulses in air», Optics Communications, 210(3−6), 329−341 (2002).
  37. В.П., Банах B.A., Валуев В.В., В.Е. Зуев, В.В. Морозов, И. Н. Смалихо, Р. Ш. Цвык. Мощные лазерные пучки в случайно-неоднородной атмосфере, Новосибирск: Изд-воСО РАН,-341с., 1998.
  38. В.П. Кандидов, О. Г. Косарева, М. П. Тамаров, А. Броде, С. Чин, «Зарождение и блуждание филаментов при распространении мощного лазерного излучения в турбулентной атмосфере», Квант. Электропика., 29(10), 73−77 (1999).
  39. S.L. Chin, A. Talebpour, J. Yang, S. Petit, V.P. Kandidov, O.G. Kosareva,
  40. M.P. Tamarov, «Filamentation of femtosecond laser pulses in turbulent air», Applied Physics B: Lasers and Optics, 74(1), 67−76 (2002).
  41. C.A. Шленов, В. П. Кандидов, «Формирование пучка филаментов при распространении фемтосекундного лазерного импульса в турбулентной атмосфере. Часть 2. Статистические характеристики.», Оптика атмосферы и океана, 17(8), 637−641 (2004).
  42. S. Skupin, L. Berge, U. Pcschel, F. Lederer, «Interaction of femtosecond light filaments with obscurants in aerosols», Physical Review Letters, 93(2), 23 901.1−4 (2004).
  43. С. Ахманов, А. Г1. Сухоруков, P.В. Хохлов, «Самофокусировка и дифракция света в нелинейной среде», УФН, 93, 19 (1967).
  44. E.L. Dawes, J.H. Marburger, «Computer Studies in Self-Focusing», Physical Review, 179(3), pp. 862(1969).
  45. B.H. Луговой, A.M. Прохоров, «О возможном объяснении мелкомасштабных нитей самофокусировки», Письма в ЖЭТФ, 7, 153 (1968).
  46. Y.R. Shen, М.Т. Loy, «Theoretical Interpretation of Small-Scale Filaments of Light Originating from Moving Focal Spots», Physical Review A, 3(6), pp. 2099 (1971).
  47. O.G. Kosareva, V.P. Kandidov, A. Brodeur, S.L. Chin, «From filamentation in condensed media to filamentation in gases», Journal of Nonlinear Optical Physics and Materials, 6(4), pp. 485−494, (1997).
  48. J.H. Marburger, «Self-focusing: theory», Prog. Quantum Electron., 4(1), 35−110 (1975).
  49. В.П. Кандидов, О. Г. Косарева, A.A. Колтун, «Нелинейно-оптическая трансформация мощного фемтосекуидного лазерного импульса в воздухе», Квант. Электроника., 33(1), 69−75 (2003).
  50. М. Mlejnek, Е.М. Wright, J.V. Moloney, «Power dependence of dynamic spatial replenishment of femtosecond pulses propagating in air», Optics Express, 4(7), 223−228 (1999).
  51. A. Dubietis, E. Gaizauskas, G. Tamosauskas, P. Di Trapani, «Light filaments without self-channeling», Physical Review Letters, 92(25 I), 253 903.1−4 (2004).
  52. B.B. Зуев, A.A. Землянов, Ю. Д. Копытин. Нелинейная оптика атмосферы, Ленинград: Гидрометеоиздат, 256с., 1989.
  53. S.C. Hill, V. Boutou, J. Yu, S. Ramstein, J.-P. Wolf, Y.-L. Pan, S. Holler, R.K. Chang, «Enhanced backward-directed multiphoton-excited fluorescence from dielectric microcavities», Physical Review Letters, 85(1), 54−57 (2000).
  54. V. Boutou, C. Favre, S.C. 1 lill, Y.L. Pan, R.K. Chang, J.-P. Wolf, «Backward enhanced emission from multiphoton processes in aerosols», Applied Physics D: Lasers and Optics, 75(2), 145−152(2002).
  55. P. Yang, K.N. Liou, M.I. Mishchenko, B.-C. Gao, «Efficient fine-defference time-domain scheme for light scattering by dielectric partictes: application to aerosols», Applied Optics, 39(21), 3727−3737 (2000).
  56. P.W. Barber, S.C. Hill. Light Scattering by Particles: Computational Methods, pp. 140 233, Singapore: World Scientific, 1990.
  57. A.A. Землянов, Ю. Э. Гейпц, «Внутренняя и внешняя фокусировка оптического поля фемтосекуидного импульса при дифракции на сферической частице.», Оптика атмосферы и океана, 16(10), 898−902 (2003).
  58. А.А. Землянов, Ю. Э. Гейпц, «Пороги оптического пробоя прозрачной микрочастицы в нано-, пико- и фемтосекундном диапазонах длительностейлазерных импульсов», Оптика атмосферы и океана, 17(4), 306−311 (2004).
  59. А.А. Землянов, Ю. Э. Гейнц, Е. К. Панина, «Угловое распределение интенсивности многофотонно возбужденной флуоресценции от сферической частицы: геометрооптический подход», Оптика атмосферы и океана, 17(10), 835−840 (2004).
  60. J. Kasparian, J.-P. Wolf, «A new transient SRS analysis method of aerosols and application to a nonlinear femtosecond lidar», Optics Communications, 152(4−6), 355−360(1998).
  61. F. Courvoisier, V. Boutou, J. Kasparian, E. Salmon, G. Mejean, J. Yu, J.-P. Wolf, «Ultraintense light filaments transmitted through clouds», Applied Physics Letters, 83(2), 213−215 (2003).
  62. M. Kolesik, J.V. Moloney, «Self-healing femtosecond light filaments», Optics Letters, 29(6), 590−592 (2004).
  63. P.X. Алмаев, А. А. Суворов, «О рассеянии излучения частицей, расположенной в регулярно-неоднородной среде», Квантовая Электроника, 35(12), 1149−1156 (2005).
  64. А.А. Zemlyanov, Yu.E. Geints, «Filamentation length of ultrashort laser pulse in presence of aerosol layer», Optics Communications, 259(2), 799−804 (2006).
  65. В.П. Кандидов, B.O. Милиции, «Интенсивность светового поля и концентрация электронов лазерной плазмы в капле водного аэрозоля при воздействии фемтосекундного импульса. Геометрооптический анализ «, Оптика атмосферы и океана, 17(1), 54−62 (2004).
  66. В.В. Дащок, И. А. Измайлов, «Оптика микрокапель», УФН, 171(10), 1117−1129 (2001).
  67. Ю.Э. Гейнц, А. А. Землянов, В. Е. Зуев, A.M. Кабанов, В. А. Погодаев. Нелинейная оптика атмосферного аэрозоля, Новосибирск: Издательство СО РАН, 1999.
  68. F. Courvoisier, V. Boutou, С. Favre, S.C. Hill, J.-P. Wolf, «Plasma formation dynamics within a water microdroplet on femtosecond time scales», Optics Letters, 28(3), pp. 206 208, (2003).
  69. H. Chew, M. Kerker, P.J. McNuIty, «Raman and fluorescent scattering by molecules embedded in concentric spheres.», J Opt Soc Am, 66(5), pp. 440−444, (1976).
  70. S.D. Drugcr, P.J. McNulty, «Radiation pattern of fluorescence from molecules embedded in small particles general case.», Applied Optics, 22(1), pp. 75−82, (1983).
  71. S.C. Hill, I I.I. Salchcen, M.D. Barnes, W.B. Whitten, J.M. Ramsey, «Modeling fluorescence collection from single molecules in microspheres: Effects of position, orientation, and frequency», Applied Optics, 35(31), pp. 6278−6288, (1996).
  72. А.А. Землянов, Ю. Э. Гейнц, Д. В. Апексимов, «Рассеяние излучения суперконтинуума на сферических частицах при филаментации лазерного фемтосекундного импульса в воздушной среде», Оптика атмосферы и океана, 19(07), 588−592 (2006).
  73. А.А. Zemlyanov, Yu.E. Geints, «Intensity of Optical Field inside a Weakly Absorbing Spherical Particle Irradiated by a Femtosecond Laser Pulse», Optics and Spectroscopy (English translation of Optika i Spektroskopiya), 96(2), pp. 298−304, (2004).
  74. IO.A. Кравцов, Ю. И. Орлов. Геометрическая оптика неоднородных сред, М.: Наука, 304с., 1980.
  75. A. Glassner (ed). An Introduction to Ray Tracing, London: Academic Press, 1989.
  76. M. Борн, Э. Вольф. Основы оптики., Москва: Наука, 855 с., 1970.
  77. И.Р. Шен. Принципы нелинейной оптики, М.: Наука, 560 е., 1989.
  78. Р.К. Kennedy, «First-order model for computation of laser-induced breakdown thresholds in ocular and aqueous media: Part I theory», IEEE Journal of Quantum Electronics, 31(12), 2241−2249 (1995).
  79. J. Noack, A. Vogel, «Laser-induced plasma formation in water at nanosecond to femtosecond time scales: calculation of thresholds, absorption coefficients, and energy density», IEEE J. of Quantum Electron., 35(8), 1156−1167 (1999).
  80. Jl.B. Келдыш, «Ионизация в поле сильной световой волны», ЖЭТФ, 47, 1945−1957 (1964).
  81. V.O. Militsin, L.S. Kouzminskii, V.P. Kandidov, «Beam breakup and filament initiation induced by femtosecond pulse transmission through water aerosol», Proceedings ofSPIE The International Society for Optical Engineering, 5708, 277−287 (2005).
  82. В.О. Милиции, JI.C. Кузьминский, В. П. Кандидов, «Стратифицированная модель распространения мощного фемтосекундного лазерного излучения в атмосферном аэрозоле», Оптика атмосферы и океана, 18(10), 880−886 (2005).
  83. К.С. Шифрин. Рассеяние света в мутной среде, M., JI.: Гостехиздат, 288с., 1951.
  84. О.А. Волковицкий, Ю. С. Седунов, Л. П. Семенов. Распространение интенсивного лазерного излучения в облаках, Ленинград: Гидромстеоиздат, е., 1982.
  85. С.М. Рытов, Ю. А. Кравцов, В. И. Татарский. Введение в статистическую радиофизику. 4.2. Случайные поля., М.: Наука, 464 с., 1978.
  86. A.M. Прохоров, Ф. В. Бункин, К. С. Гочелашвили, В. И. Шишов, «Распространение лазерного излучения в случайно-неоднородных средах», УФН, 114(3), 415−456 (1974).
  87. S.S. Chesnokov, V.P. Kandidov, S.A. Shlenov, M.P. Tamarov, «Three-dimensional model of optical atmospheric turbulencc», Proceedings ofSPIE The International Society for Optical Engineering, 3432, 14−25 (1998).
  88. В.П. Кандидов, «Метод Монте-Карло в нелинейной статистической оптике», УФН, 166(12), 1309−1338(1996).
  89. J.A. Flcck, J.R. Morris, M.D. Feit, «Time-dependent propagation of high energy laser beams through the atmosphere», Applied Physics, 10(2), 129−160 (1976).
  90. А. Исимару. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т.1, М.: Мир, 280 е., 1981.
  91. М.Б. Виноградова, О. В. Руденко, А. П. Сухорукое. Теория волн, М.: Наука, 384 е., 1979.
  92. С.А. Ахманов, В. А. Выслоух, Чиркин А. С. Оптика фемтосекуидиых лазерных импульсов, М.: Наука, 310с., 1988.
  93. И.Л. Зельманович, К. С. Шифрии. Таблицы по светорассеивапию: коэффициенты ослабления, рассеяния и лучевого давления. Т.З., Ленинград: Гидрометеоиздат, 174 е., 1968.
  94. В.П. Кандидов, В. О. Милиции, А. В. Быков, А. В. Приезжев, ««Корпускулярный» и «волновой» методы Монте-Карло в оптике дисперсных сред.», Квантовая Электроника, 36(11), 1003−1008 (2006).
  95. Г. И. Марчук, Г. А. Михайлов, М. А. Назаралиев, др. Метод Мойте Карло в атмосферной оптике, Новосибирск: Наука, 283 е., 1976.
  96. В.В. Тучин, «Исследование биотканей методами светорассеяния (обзор)», УФН, 167(5), 517−539 (1997).
  97. И.М. Соболь. Метод Монте-Карло, М.: Наука, 57 е., 1985.
  98. Е. Berrocal, I.V. Mcglinski, D.A. Grccnhalgh, М.А. Linne, «Image transfer through the complex scattering turbid media», Laser Physics Letters, 3(9), 464−467 (2006).
  99. A. Tycho, T.M. Jorgenscn, H.T. Yura, P.E. Andersen, «Derivation of a Monte Carlomethod for modeling heterodyne detection in optical coherence tomography systems», Applied Optics, 41(31), pp. 6676−6691, (2002).
  100. М.Ю. Кириллин, И. В. Меглииский, A.B. Приезжев, «Влияние фотонов с различными кратностями рассеяния на формирование сигнала в оптической низкокогерентной томографии сильно рассеивающих сред», Квантовая Электроника, 36(3), 247−252 (2006).
  101. W. Lihong, S.L. Jacques, Z. Liqiong, «MCML-Monte Carlo modeling of light transport in multi-layered tissues», Computer Methods and Programs in Biomedicine, 47, 131 -146 (1995).
  102. B.H. Лопатин, A.B. Приезжев, А. Д. Апонасенко, H.B. Шепелевич,
  103. П.В. Пожиленкова, И. В. Простакова. Методы светорассеяния в аначнзе дисперсных биологических сред, Москва: Физматлит, 384с., 2004.
  104. V.P. Kandidov, V.O. Militsin, «Computer simulation of laser pulse filament generation in rain», Applied Physics B: Lasers and Optics, 83(2), 171 -174 (2006).
  105. В.П. Кандидов, B.O. Милиции, Е. П. Качан, «Многократное рассеяние, модуляционная неустойчивость и филаментация фемтосекундного лазерного импульса в дисперсной среде», Квантовая Электроника, 36(11), 1032−1038 (2006).
  106. Е.П. Качан, В. О. Милиции, «Влияние частиц атмосферного аэрозоля на зарождение филаментов в лазерном пучке», Оптический журнал, 73(11), 38−44 (2006).
  107. В.П. Кандидов, В. О. Милиции, «Формирование множества филаментов в мощном фемтосекундпом лазерном импульсе в условиях дождя», Оптика атмосферы и океана, 19(11), 765−772 (2006).
  108. Y.A. Shpolyanskiy, D.L. Belov, М.А. Bakhtin, S.A. Kozlov, «Analytic study of continuum spectrum pulse dynamics in optical waveguides», Applied Physics B: Lasers and Optics, 77(2−3), pp. 349−355, (2003).
  109. М.А. Бахтин, 10.A. Шполянский, «О границах применимости метода медленно меняющейся огибающей в оптике сверхкоротких импульсов», Проблемы когерентной и нелинейной оптики. СПб., 19−23 (2000).
  110. A.M. Переломов, B.C. Попов, М. В. Терентьев, «Ионизация атомов в переменном электрическом поле», ЖЭТФ, 50(5), 1393−1410(1966).
  111. G. Mechain, С. D’Amico, Y.-B. Andre, S. Tzortzakis, M. Franco, В. Prade,
  112. A. Mysyrowicz, A. Couairon, E. Salmon, R. Sauerbrey, «Range of plasma filaments created in air by a multi-terawatt femtosecond laser», Optics Communications, 247(1−3), 171−180 (2005).
  113. C.A. Шленов, В.10. Федоров, В. П. Кандидов, «Филаментация фазово-модулированного фемтосекуидного лазерного импульса на километровых трассах в турбулентной атмосфере», Оптика атмосферы и океана, принято к печати (2007).
  114. O.G. Kosareva, V.P. Kandidov, A. Brodeur, C.Y. Chien, S.L. Chin, «Conical emission from laser-plasma interactions in the filamentation of powerful ultrashort laser pulses in air», Optics Letters, 22(17), 1332−1334 (1997).
  115. О.Г. Косарева. Распространение мощного субпикосекундного лазерного импульса в газах в условиях ионизации, Диссертация. Москва., 1995. «
  116. Н.Б. Делоне, В. П. Крайпов. Атом в сильном световом поле, Москва: Энергоатомиздат, 224 с., 1984.
  117. И.С. Голубцов. Генерация суперкоитинуума при распространении мощного фемтосекуидного лазерного импульса в воздухе и жидких средах, Диссертация. Москва., 2004.
  118. A. Talebpour, J. Yang, S.L. Chin, «Semi-empirical model for the rate of tunnel ionization of N2 and 02 molecule in an intense Ti: sapphire laser pulse», Optics Communications, 163(1), pp. 29−32, (1999).
  119. Благодарю всю научную группу лаборатории численного эксперимента в оптике, студентов и аспирантов, за теплую дружескую атмосферу и конструктивное обсуждение научных проблем.
  120. Хочу выразить благодарность профессору А. В. Приезжеву и А. В. Быкову и за предоставленные данные и конструктивное обсуждение результатов сравнения «корпускулярного» и «волнового» методов Монте-Карло.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!