Yaqinda Kuchli maydon lazer fizikasi davlat asosiy laboratoriyasining tadqiqot guruhi,Shanxay optika va nozik mashinalar instituti, Xitoy Fanlar akademiyasi, lazer takrorlash chastotasi qanchalik yuqori bo'lsa, yuqori chastotali mJ miqyosli femtosekundli lazer filamentatsiyasi va atmosfera filamentatsiyasi jarayonida filamentning optik intensivligi shunchalik yuqori bo'lgan hodisani aniqladi va femtosekundli lazer filamentatsiyasini ilgari surdi. "past zichlikdagi teshik" ga asoslangan zarba to'plash effekti. "Past zichlikdagi teshiklar" ga asoslangan atmosfera filamentatsiyasi impulslarini to'plash effektining jismoniy tasviri taqdim etiladi. Tegishli maqola nashr etilganYuqori quvvatli lazer fanlari va muhandisligi.
KHz va hatto 100kHz yuqori chastotali femtosekundli lazerlarning jadal rivojlanishi bilan yuqori chastotali femtosekundli lazer atmosfera filamentatsiyasi lazerni qayta ishlash, tumanga qarshi aloqa, lazerli bulutli yomg'ir yaratish, lazerli chaqmoq va boshqa ilovalar uchun misli ko'rilmagan imkoniyatlarni taqdim etadi. . Havo molekulalarining millisekundli fototermik bo'shashishi tufayli yuqori chastotali femtosekundli lazerlarning atmosfera filamentatsiyasi paytida puls to'planishi ta'siri muqarrar va impuls to'planishi ta'sirining yuqori chastotali lazer jarayoniga ta'sirini chuqur tushunish. filamentatsiya lazerli atmosfera filamentatsiyasining yangi ilovalarini yanada rivojlantirishning kalitidir. Yuqoridagi asosiy masalalarga e'tibor qaratgan holda, tadqiqot guruhi 100 kHz gacha og'ir chastotali va 0,4 mJ impuls energiyasiga ega femtosekundli lazer yordamida atmosfera filamentatsiyasini amalga oshirdi. Tadqiqot guruhi shuni aniqladiki, filament yuqori og'ir chastotada qanchalik uzoq bo'lsa, bitta impulsning floresansi qanchalik zaif bo'lsa, filament tomonidan qo'zg'atilgan uchinchi harmonik kuchliroq bo'ladi va induktsiya qilingan yuqori kuchlanishli razryadning buzilishi chegarasi. kamayadi va past zichlikdagi yuqori og'ir chastotali havo kanalining jismoniy mexanizmi dastlab impulsning kümülatif effekti ［(A) orqali taklif etiladi. Advanced Photonics Research 4, 2200338 (2023)].
Ushbu ishda tadqiqotchilar raqamli simulyatsiya yordamida bitta femtosekundlik lazer pulsining filamentatsiya jarayonini hisoblab chiqdilar, filament plazma zichligining fazoviy taqsimotini oldilar, plazma zichligi asosida plazma murakkabligi issiqligini hisobladilar va issiqlik o'tkazuvchanligi bilan birlashtirildi. Turli takrorlanish chastotalarida filament tomonidan induktsiya qilingan "past zichlikdagi teshiklarni" olish uchun tenglama. Femtosekundli lazer impulslarining chiziqli bo'lmagan uzatilishi uchun raqamli simulyatsiya tenglamasining korrelyatsiya koeffitsientlari turli xil takroriy chastotali lazer impulslarining filament hosil qiluvchi natijalarini olish uchun "past zichlikdagi teshiklar" bilan tuzatiladi va filament hosil qiluvchi intensivlik fenomeni. Femtosekundda intensiv lazer atmosferasi takrorlanish chastotasining ortishi bilan ortadi. Filament ichidagi yorug'lik qizg'inligini tavsiflash uchun filament tomonidan qo'zg'atilgan azot molekulalari va azot ionlarining flüoresansini o'lchash orqali tajribalar nazariy taxminni tasdiqladi va turli xil femtoza pulslari bilan induktsiya qilingan atmosfera filamenti ichidagi yorug'lik intensivligining o'zgarishi qoidasini muvaffaqiyatli tushuntirdi. chastotalar, bu yuqori chastotali femtosekundli lazerlarning atmosfera filamentatsiyasini chuqur tushunish va ularning yangi ilovalarini ishlab chiqish uchun ishonchli ilmiy asos bo'ldi.
Ushbu ish Xitoyning Milliy tabiiy fanlar fondi, Xitoy Fanlar akademiyasining Xalqaro hamkorlikning asosiy dasturi va Shanxay munitsipalitetining Fan va texnologiya dasturi tomonidan qo'llab-quvvatlanadi.
1-rasm. Turli impuls energiyalari uchun 100 Gts va 1{9}}00 Gts chastotali og'ir chastotali femtosekundli lazerning atmosfera filamentini hosil qiluvchi intensivligining fazoviy evolyutsiyasining nazariy hisoblari: (a) 0,1 mJ, (b) 0,2 mJ, (c) 0,7 mJ va (d) 1,2 mJ.
2-rasm 100 Hz va 1000 Hz og'ir chastotali lazerning chiziqli bo'lmagan uzatishning o'rtacha intensivligining lazer puls energiyasi (a) bilan o'zgarishi va 1,2 mJ (b) lazer puls energiyasida lazer og'ir chastotasi bilan filament ichidagi yorug'lik intensivligi o'zgarishining eksperimental natijalari. . (c) va (d) mos keladigan raqamli simulyatsiya natijalari. (e) Har xil takrorlanish chastotalarida past zichlikli mintaqada havo molekulalarining zichlik taqsimoti.
