Generatsiya stabil'nogo femtosekundnogo superkontinuuma v raskhodyashchemsya lazernom puchke dlya vremya-razreshayushchey shirokopolosnoy spektroskopii lazerno-indutsirovannykh protsessov v veshchestve

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Для проведения время-разрешенной спектроскопии поглощения с суб-нс временным разрешением необходимы источники белого света с короткой или ультракороткой длительностью, которые возможно синхронизировать с другими лазерными системами. На основе фемтосекундного лазерного источника в ближнем ИК диапазоне был сгенерирован суперконтинуум с высокой спектральной яркостью (~ 10пДж/нм) в спектральном диапазоне ~ 450-750 нм, высокой стабильностью, как от импульса к импульсу (порядка 2-5 %), так и на большом (несколько часов) промежутке времени. Такие характеристики суперконтинуума были достигнуты за счет работы в расходящемся пучке, что позволяет избежать множественной филаментации, а также добиться стабилизации спектра (уменьшения флуктуаций в два раза и больший диапазон стабильности по энергии), и его уширения за счет изменения динамического баланса между Керровской фокусировкой, плазменной дефокусировкой и дифракцией. Временное разрешение достигалось за счет специально разработанной системы электронной задержки на основе программируемых логических интегральных схем, что позволило добиться суб-нс временного разрешения в широком временном окне (вплоть до нескольких мс). Данная методика была успешно апробирована в экспериментах по исследованию динамики абляции кремния при наносекундном лазерном воздействии.

References

  1. A. Owyoung and E.D. Jones, Opt. Lett. 1, 152 (1977).
  2. S. Wartewig, IR and Raman Spectroscopy, Wiley-VCH, Weinheim (2003).
  3. M. Muller and A. Zumbusch, ChemPhysChem. 8, 2157 (2007).
  4. D. D. Dlott, Annu. Rev. Phys. Chem. 50, 251 (1999).
  5. H. Arnolds and M. Bonn, Surf. Sci. Rep. 65, 45 (2010).
  6. D. R. Dietze and R. A. Mathies, ChemPhysChem. 17, 1224 (2016).
  7. S. Roy, J. R. Gord, and A. K. Patnaik, Prog. Energy Combust. Sci. 36, 280 (2010).
  8. L. Lounis, Y. Zheng, C. Spezzani, E. Ferrari, M. Edrrief, A. Ciavardini, H. Popescu, E. Allaria, C. Laulhe, F. Vidal, and M. Sacchi, IEEE Trans. Magn. 53, 18 (2017).
  9. P. Babilotte, P. Ruello, D. Mounier, T. Pezeril, G. Vaudel, M. Edely, J. M. Breteau, V. Gusev, and K. Blary, Phys. Rev. B - Condens. Matter Mater. Phys. 81, 1 (2010).
  10. F. Reiter, U. Graf, E. E. Serebryannikov, W. Schweinberger, M. Fiess, M. Schultze, A. M. Azzeer, R. Kienberger, F. Krausz, A. M. Zheltikov, and E. Goulielmakis, Phys. Rev. Lett. 105, 1 (2010).
  11. J. Bonse, G. Bachelier, J. Siegel, and J. Solis, Phys. Rev. B - Condens. Matter Mater. Phys. 74, 1 (2006).
  12. S. Link, C. Burda, B. Nikoobakht, and M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 104, 6152 (2000).
  13. M.J. Smith, M.J. Sher, B. Franta, Y.T. Lin, E. Mazur, and S. Gradecak, J. Appl. Phys. 112, 083518 (2012).
  14. A. L. Cavalieri, N. Muller, T. Uphues et al. (Collaboration), Nature 449, 1029 (2007).
  15. J. Kasparian, M. Rodriguez, G. Mejean, J. Yu, E. Salmon, H. Wille, R. Bourayou, S. Frey, Y.-B. Andre, A. Mysyrowicz, R. Sauerbrey, J.-P. Wolf, and L. Woste, Science 301, 61 (2003).
  16. A. Dubietis, G. Tamosauskas, R. Šuminas, V. Jukna, and A. Couairon, Lith. J. Phys. 57(3), 113 (2017).
  17. D. Kartashov, S. AliŠsauskas, A. PugŠzlys, A. Voronin, A. Zheltikov, M. Petrarca, P. Bejot, J. Kasparian, J.-P. Wolf, and A. BaltuŠska, Opt. Lett. 37, 3456 (2012).
  18. C. F. Kaminski, R. S. Watt, A. D. Elder, J. H. Frank, and J. Hult, Appl. Phys. B Lasers Opt. 92, 367 (2008).
  19. N. Marchenkov, E. Mareev, F. Potemkin, A. Kulikov, F. Pilyak, E. Ibragimov, and G. Scholar, Optics 5, 1 (2023).
  20. A. Couairon and A. Mysyrowicz, Phys. Rep. 441, 47 (2007).
  21. A. Brodeur, Q. City, O. G. Kosareva, and V. P. Kandidov, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 8, 121 (1999).
  22. E. Mareev, V. Bagratashvili, N. Minaev, F. Potemkin, and V. Gordienko, Opt. Lett. 41, 5760 (2016).
  23. S. V. Chekalin, A. E. Dokukina, A. E. Dormidonov, V. O. Kompanets, E. O. Smetanina, and V. P. Kandidov, J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 48, 094008 (2015).
  24. A. V. Tausenev, P. G. Kryukov, M. M. Bubnov, M. E. Likhachev, M. V. Yashkov, and V. F. Khopin, Quantum Electron. 35, 581 (2005).
  25. S. Coen, A. H. L. Chau, R. Leonhardt, J. D. Harvey, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. S. J. Russell, J. Opt. Soc. Am. B 19, 753 (2002).
  26. A. A. Ionin, S. I. Kudryashov, S. V. Makarov, L. V. Seleznev, and D. V. Sinitsyn, JETP Lett. 90, 423 (2009).
  27. F. V. Potemkin, E. I. Mareev, A. A. Podshivalov, and V. M. Gordienko, New J. Phys. 17, 053010 (2015).
  28. K. Lim, M. Durand, M. Baudelet, and M. Richardson, Sci. Rep. 4, 7217 (2014).
  29. V. N. Bagratashvili, V. M. Gordienko, E. I. Mareev, and N. V. Minaev, Russ. J. Phys. Chem. B 10, 1 (2016).
  30. K. V. Lvov, Y. S. Stremoukhov, F. V. Potemkin, and E. A. Migal, Laser Phys. Lett. 15, 085402 (2018).
  31. I. Grazuleviciute, M. Skeivyte, E. Keblyte, J. Galinis, G. Tamosauskas, and A. Dubietis, Lith. J. Phys. 55, 110 (2015).
  32. F. V. Potemkin, E. I. Mareev, and E. O. Smetanina, Phys. Rev. A 97, 033801 (2018).
  33. A. Feltrin, R. Bartlome, C. Battaglia et al. (Collaboration), Informacije Midem-Journal of Microelectronics Electronic Components and Materials 39, 231 (2009).
  34. D. Puerto, J. Solis, and J. Siegel, Applied Surface Science 666, 160372 (2024).
  35. T. Feng, G. Chen, H. Han, and J. Qiao, Micromachines 13, 1 (2021).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).