Особенности развития мелкомасштабной самофокусировки в сверхмощных фемтосекундных лазерах

Физической причиной отличия мелкомасштабной самофокусировки наносекундных и фемтосекундных импульсов является то, что типичная интенсивность последних на три порядка больше: 1 ТВт/см² вместо 1 ГВт/см². Следствием этого является значительное смещение максимума инкремента неустойчивости Беспалова—Таланова в область высоких пространственных частот. Спадание спектральной плотности шума и самофильтрация пучка при свободном распространении приводят к уменьшению мощности шума в области максимального инкремента и, следовательно, к замедлению развития самофокусировки. Показано, что это «отодвигает» в сторону больших мощностей ограничение на использование в сверхмощных лазерах оптических элементов, работающих на просвет.

На английском языке

Peculiarities of the development of the small-scale self-focusing in superpower femtosecond laser

Ginzburg V.N.

Kochetkov A.A.

Mironov S.YU.

Potemkin A.K.

Silin D.E.

Khazanov E.A.

The physical reason for the difference between the small-scale self-focusing of nanosecond and femtosecond pulses is that the typical intensity of the latter is three orders of magnitude higher, i.e., TW/cm² versus GW/cm². This causes a significant shift of the instability-increment maximum to the region of high spatial frequencies. During free propagation, a decrease in the spectral density of noise and the self-filtering of the beam lead to the noise-density decrease in the maximum-increment region and, therefore, the self-focusing development slowdown. This is shown to shift the restriction on using the transmissive optical elements in the superpower lasers toward high powers.