Вынужденное рассеяние Мандельштама–Бриллюэна и оптический пробой воды в одном лазерном импульсе при фокусировке пучка накачки на поверхность

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

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.

Об авторах

С. М Першин

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

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

А. Ф Бункин

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Москва, Россия

М. А Давыдов

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Москва, Россия

А. Н Фёдоров

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Москва, Россия

М. Я Гришин

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Москва, Россия

П. А Сдвиженский

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Москва, Россия

Список литературы

  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. С. М. Першин, А. Ф. Бункин, М. А. Давыдов, А. Н. Федоров, М. Я. Гришин, Письма в ЖЭТФ 112(7), 437 (2020)
  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. С. М. Першин, А. И. Водчиц, В. А. Орлович, М. Я. Гришин, И. А. Ходасевич, Краткие сообщения по физике ФИАН 51(3), 3 (2024)
  12. А. Л. Дышко, В. Н. Луговой, А. М. Прохоров, Письма в ЖЭТФ 6, 655 (1967)
  13. И. О. Киняевский, А. В. Корибут, И. В. Гриценко, А. М. Сагитова, М. В. Ионин, Е. Э. Дунаева, А. А. Ионин, Оптика и спектроскопия 131(2), 202 (2023)
  14. С. В. Чекалин, В. П. Кандидов, УФН 183(2), 133 (2013)
  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. К. Д. Егоров, В. А. Нехаенко, С. М. Першин, С. А. Плешанов, А. А. Подшивалов, В. В. Шувалов, Квантовая электроника 13(6), 1169 (1986)
  18. В. А. Нехаенко, С. М. Першин, А. А. Подшивалов, Квантовая электроника 13, 453 (1986)
  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025