Лаборатория квантовой и нелинейной оптики сильно локализованных полей

Научные результаты:

• С помощью численного моделирования исследовано развитие электрон-позитронного каскада в поле нескольких лазерных пучков, фокусируемых в форме электро- или магнитодипольных волн, которые позволяют достичь наибольшей величины электрического или магнитного полей при заданной суммарной мощности лазерного излучения. Проведены численные оценки пороговой мощности, при которой уход частиц компенсируется их рождением, а при превышении которой происходит пробой вакуума, аналогичный лавинному пробою в газах, когда концентрация частиц возрастает экспоненциально быстро. При использовании 12 пучков, фокусируемых в форме магнитодипольной волны, рассчитанный порог составляет примерно 13 ПВт, что в принципе достижимо при существующем уровне развития сверхмощных лазеров.
• Построена теоретическая модель рождения электронно-дырочных пар в графене под действием мощного терагерцового импульса, показана возможность значительного роста плотности электронов проводимости при амплитуде терагерцового поля более 100–200 кВ/см. Предложена схема эксперимента по наблюдению спонтанного оптического излучения графена под действием терагерцового импульса субпикосекундной длительности.
• Построена теория излучения фотонов неравновесной открытой квантовой системой в режиме парселловского усиления в субволновой квазидвумерной системе. Найдено оптимальное соотношение между параметром дифракционной связи субволновой планарной электродинамической системы с окружающим пространством и константой уширения межзонного перехода, обеспечивающее максимизацию спонтанного излучения фотонов.
• Разработана задающая лазерная система с четырьмя выходными каналами, генерирующая чирпированные импульсы с возможностью управления параметрами выходного излучения: частотой повторения, формой спектра и временным профилем интенсивности импульса (одновременно во всех каналах), а также фазой сигнала (независимо в каждом канале). Разработана схема мощного волоконного усилителя чирпированных импульсов и создан макет четырехканального волоконного усилителя.

Образование и переподготовка кадров:

• Защиты: 1 кандидатская диссертация.

• Организована стажировка для члена научного коллектива в Потсдамском университете (Германия).

• Читаются лекционные курсы и проводятся практические занятия в ННГУ имени Н. И. Лобачевского (М. Д. Токман – «Волновые процессы в плазме», Е. В. Радионычев – «Основы квантовой электроники», В. А. Миронов – «Основы кинетики и электродинамики плазмы» и «Физика плазмы», А. В. Ким – «Основы нелинейной оптики», А. В. Андрианов – «Учебно-научный эксперимент», Е. А. Анашкина – «Колебания и волны, оптика», «Введение в специальность»).

Сотрудничество:

• Университет Отаго (Новая Зеландия), Институт спектроскопии РАН (Россия), Институт лазерной физики СО РАН (Россия), Потсдамский университет (Германия), Техасский университет в Остине (США), Техасский университет A & M (США): совместные исследования, научный обмен

• Инженерно-технологический институт Сант Лонговал (Индия): получен совместный грант РФФИ, совместные публикации