Главная – Журналы – Оптика атмосферы и океана 2026 номер 3

Одно из направлений исследований в нелинейной оптике мощного ультракороткого лазерного излучения - лазерная атмосферная филаментация. В последние годы быстро развиваются новые подходы к изучению этого явления и к практическому использованию полученных результатов. Например, подход, основанный на варьировании давления в среде распространения мощных фемтосекундных лазерных импульсов, позволяет масштабировать результаты, полученные в лабораторных условиях, для прогнозирования распространения излучения на реальных протяженных атмосферных трассах. В настоящей работе представлены результаты численных исследований распространения мощных фемтосекундных импульсов титан-сапфирового лазера при их филаментации в воздухе при различном давлении. Такой барометрический подход позволяет спрогнозировать формирование нелинейного фокуса при самофокусировке, образование области филаментации и постфиламентов на реальных атмосферных трассах протяженностью в сотни метров. Это возможно благодаря законам масштабирования, связывающим давление в среде распространения с начальными параметрами мощных ультракоротких лазерных импульсов. Результаты лабораторных исследований в условиях повышенного давления на расстояниях в несколько метров масштабируются на протяженные воздушные трассы длиной в сотни метров при атмосферном давлении. Численное моделирование в рамках данной работы проводилось на основе редуцированного (интегрированного по времени) нелинейного уравнения Шредингера для огибающей оптического поля при распространении мощных фемтосекундных импульсов титан-сапфирового лазера в условиях 16-кратного изменения давления воздуха. Детально рассмотрено формирование многофокусной структуры области филаментации, которое особенно выражено в этих условиях. Полученные результаты могут быть полезны для прогнозирования распространения мощного фемтосекундного лазерного излучения на реальных атмосферных трассах протяженностью в сотни метров и более, что актуально для задач дистанционной диагностики компонент атмосферы и доставки энергии на большие расстояния.