Vynuzhdennoe rasseyanie Mandel'shtama–Brillyuena i opticheskiy proboy vody v odnom lazernom impul'se pri fokusirovke puchka nakachki na poverkhnost'

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Впервые обнаружено вынужденное рассеяние Мандельштама–Бриллюэна и оптический пробой в одном импульсе в слое воды (30 мм) с излучением спектральной линии водорода Hα 656.27 нм при фокусировке пучка Nd3+ : YAG лазера (532 нм, 10 нс, 0.4 мДж) на поверхность по нормали к ней с мощностью кратно ниже критической мощности самофокусировки 1.7 МВт в воде. При энергии лазерного импульса 0.6 мДж оптический пробой происходит перед развитием вынужденного рассеяния Мандельштама–Бриллюэна, блокируя его. Эксперименты с дополнительным рядом образцов (ацетон, этанол, толуол и CCl4) выявили наличие оптического пробоя с локализацией у поверхности, что подтверждается выбросом капли ударной волной, а также генерацией линии водорода во всех образцах, кроме CCl4, где водород отсутствует в составе вещества. Синергетический механизм нелинейно-оптической компрессии импульса и коллапса пучка с достижением порога пробоя воды обсуждается.

About the authors

S. M Pershin

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Email: pershin@kapella.gpi.ru
Москва, Россия

A. F Bunkin

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Москва, Россия

M. A Davydov

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Москва, Россия

A. N Fedorov

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Москва, Россия

M. Ya Grishin

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Москва, Россия

P. A Sdvizhenskiy

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Москва, Россия

References

  1. С. А. Ахманов, Р. В. Хохлов, Проблемы нелинейной оптики, Наука, М. (1964).
  2. R. W. Boyd, Nonlinear Optics, 3rd ed., Academic Press, N.Y. (2008).
  3. M. Sadraeian, I. Kabakova, J. Zhou, and D. Jin, Appl. Phys. Rev. 11, 021324 (2024); https://doi.org/10.1063/5.0183276.
  4. O. V. Karpova, A. D. Kudryavtseva, V. N. Lednev, T. V. Mironova, V. B. Oshurco, S. M. Pershin, E. K. Petrova, N. V. Tcherniega, and K. I. Zemskov, Laser Phys. Lett. 13(8), 085701 (2016); https://doi.org/10.1088/1612-2011/13/8/085701.
  5. V. I. Kovalev, S. M. Pershin, M. V. Arkhipenko, A. N. Fedorov, O. V. Karpova, and V. B. Oshurko, Proc. of Frontiers in Optics / Laser Science, OSA 2019, Sept 14-19; www.osa-opn.org/bio-quantum.
  6. P.-J. Wang, Y.-H. Pang, S.-Y. Huang, J.-T. Fang, S.-Y. Chang, S.-R. Shih, T.-W. Huang, Y.-J. Chen, and C.-K. Sun, Sci. Rep. 12, 12596 (2022); https://doi.org/10.1038/s41598-022-16845-5.
  7. S. N. Mantsevich, E. I.Kostycheva, A. N. Danilin, D. A. Brukvina, K. N. Min'kov, and N. Yu. Dmitriev, Phys. Rev. A 111(4), 043509 (2025); https://doi.org/10.1103/PhysRevA.111.043509
  8. Ю. Н. Карасев, В. С. Старупов, Письма в ЖЭТФ 7, 153 (1968).
  9. S. M. Pershin, A. F. Bunkin, M. A. Davydov, A. N. Fedorov, and M. Ya. Grishin, JETP Lett. 112(7), 401 (2020); https://doi.org/10.1134/S002136402019008X.
  10. B. Hafizi, J. P. Palastro, J. R. Penano, T. G. Jones, L. A. Jonson, M. H. Helle, D. Kaganovich, Y. H. Chen, and A. B. Stamm, J. Opt. Soc. Am. B 33(10), 2062 (2016); https://doi.org/10.1364/JOSAB.33.002062.
  11. S. M. Pershin, A. I. Vodchits, V. A. Orlovich, M. Ya. Grishin, and I. A. Khodasevich, Bull. Lebedev Phys. Inst. 51(2), 45 (2024); https://doi.org/10.3103/S1068335623602169.
  12. A. L. Dyshko, V. N. Lugovoi, and A. M. Prokhorov, JETP Lett. 6, 146 (1967).
  13. I. O. Kinyaevskiy, A. V. Koribut, I. V. Gritsenko, A. M. Sagitova, M. V. Ionin, E. E. Dumaeva, and A. A. Ionin, Opt. Spectrosc. 131(2), 191 (2023); https://doi.org/10.61011/EOS.2023.02.55784.6-23.
  14. S. V. Chekalin and V. P. Kandidov, Phys.-Uspekhi 56(2), 123 (2013); https://doi.org/10.3367/UFNe.0183.201302b.0133.
  15. H. Yoshida, T. Hatae, H. Fujita, M. Nakatsuka, and S. Kitamura, Opt. Express 17(16), 13654 (2009); https://doi.org/10.1364/OE.17.013654.
  16. Б. Я. Зельдович, Н. Ф. Пилипецкий, В. В. Шкунов, Обращение волнового фронта, Наука, М. (1985).
  17. K. D. Egorov, V. A. Nekhaenko, S. M. Pershin, S. A. Pleshanov, A. A. Podshivalov, and V. V. Shuvalov, Sov. J. Quant. Electron. 16(6), 768 (1986); https://doi.org/10.1070/QE1986v016n06ABEH006894.
  18. V. A. Nekhaenko, S. M. Pershin, and A. A. Podshivalov, Sov. J. Quant. Electron. 16(3), 299 (1986); https://doi.org/10.1070/QE1986v016n03ABEH005825.
  19. Z. Men, W. Fang, Z. Li, C. Sun, Zh. Li, and X. Wang, Opt. Lett. 40(7), 1434 (2015); https://doi.org/10.1364/OL.40.001434.
  20. H. Yui, Anal. Bioanal. Chem. 397, 1181 (2010); https://doi.org/10.1007/s00216-010-3703-y.
  21. M. Yr. Grishin, O. V. Karpova, M. V. Arkhipenko, S. M. Pershin, E. V. Shashkov, and G. A. Boldin, Picosecond laser induced inactivation of tobacco mosaic virus, 32nd International Conference "Advanced Laser Technologies" (ALT'25), September 22-26, 2025, Kazan. Biomedical Photonics Section 5, Book of abstracts p. 75 (oral); https://altoonference.org/documents/alt25/ALT2025%20abstracts.pdf.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences