Stabilizatsiya atomov v sil'nom pole kak sposob usileniya i generatsii kogerentnogo izlucheniya v neravnovesnoy lazernoy plazme

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Исследуется возможность использовать явление стабилизации ридберговских атомов в интенсивных лазерных полях как способ создания плазменного канала с инверсной населенностью и последующей генерацией или усилением излучения. В рамках полуклассической теории лазерной генерации, основанной на совместном решении волнового уравнения для усиливаемого импульса и уравнения Неймана для матрицы плотности, описывающего газовую среду, проведен анализ процессов генерации и усиления излучения среднего инфракрасного диапазона частот в плазменном канале, созданном в газе фемтосекундным лазерным импульсом. Оценки показывают, что для типичных условий возникновения стабилизации и удержания населенностей в ридберговских состояниях коэффициент усиления для в среднем инфракрасном диапазоне частот может достигать ∼ 102 см-1, что позволяет получить импульсы пикосекудной длительности и мегаваттной интенсивности излучения.

References

  1. Q. Luo, A. Hosseini, W. Liu, and S. L. Chin, Optics and Photonics News 15(9), 44 (2004).
  2. S. Suckewer and P. Jaegl´e, Laser Phys. Lett. 6, 411 (2009).
  3. A. Dogariu, J. B. Michael, M. O. Scully, and R. B. Miles, Science 331(6016), 442 (2011).
  4. I. R. Khairulin, V. A. Antonov, M. Yu. Ryabikin, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. Research 2, 023255 (2020).
  5. T. Garrett, J. Elle, M. White, R. Reid, A. Englesbe, R. Phillips, P. Mardahl, E. Thornton, J. Wymer, A. Janicek, O. Sale, and A. Schmitt-Sody, Phys. Rev. E 104, L063201 (2021).
  6. A. Englesbe, J. Elle, R. Schwartz, T. Garrett, D. Woodbury, D. Jang, K.-Y. Kim, H. Milchberg, R. Reid, A. Lucero, D. F. Gordon, R. Phillips, S. Kalmykov, and A. Schmitt-Sody, Phys. Rev. A 104, 013107 (2021).
  7. M. V. Fedorov, Atomic and free electrons in strong light field, World Scientific, Singapore (1997).
  8. M. Gavrila, J. Phys. B 35, R147 (2002).
  9. A. M. Popov, O. V. Tikhonova, and E. A. Volkova, J. Phys. B 36, R125 (2003).
  10. M. V. Fedorov and A. M. Movsesian, J. Phys. B 21, L155 (1988).
  11. R. R. Freeman, P. H. Bucksbaum, H. Milchberg, S. Darack, D. Schumacher, and M. E. Geusic, Phys. Rev. Lett. 59, 1092 (1987).
  12. A. M. Popov, O. V. Tikhonova, and E. A. Volkova, Laser Phys. 20, 1028 (2010).
  13. Е. А. Волкова, А. М. Попов, О. В. Тихонова, ЖЭТФ 140(3), 450 (2011).
  14. T. Nubbemeyer, K. Gorling, A. Saenz, U. Eichmann, and W. Sandner, Phys. Rev. Lett. 101, 233001 (2008).
  15. U. Eichmann, T. Nubbemeyer, H. Rottke, and W. Sandner, Nature 461, 1261 (2009).
  16. U. Eichmann, A. Saenz, S. Eilzer, T. Nubbenmeyer, and W. Sandner, Phys. Rev. Lett. 110, 203002 (2013).
  17. H. Zimmermann, S. Patchkovskii, M. Ivanov, and U. Eichmann, Phys. Rev. Lett. 118, 013003 (2017).
  18. H. Zimmermann, S. Meise, A. Khujakulov, A. Magan˜a, A. Saenz, and U. Eichmann, Phys. Rev. Lett. 120, 123202 (2018).
  19. S. V. Popruzhenko, J. Phys. B 51, 014002 (2018).
  20. U. Eichmann and S. Patchkovskii, Advances In Atomic, Molecular, and Optical Physics 72, 1 (2023).
  21. S. Hu, X. Yi, L. Guo, C. Bi, and J. Chen, Phys. Rev. A 107, 033104 (2023).
  22. A. M. Popov, O. V. Tikhonova, and E. A. Volkova, J. Phys. B 47, 204012 (2014).
  23. L. Fechner, N. Camus, A. Krupp, J. Ullrich, Th. Pfeifer, and R. Moshammer, Phys. Rev. A 92, 051403(R) (2015).
  24. H. Lv, J.-F. Zhang, W.-L. Zuo, H.-F. Xu, M.-X. Jin, and D.-J. Ding, Chin. Phys. B 24, 063303 (2015).
  25. H. Zimmermann, J. Buller, S. Eilzer, and U. Eichmann, Phys. Rev. Lett. 114, 123003 (2015).
  26. P. Xin, T. Qiu, L. Chen, H. Ma, and H. Liu, J. Opt. Soc. Am. B 38(4), 1031 (2021).
  27. F. Morales, M. Richter, S. Patchkovskii, and O. Smirnova, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 16906 (2011).
  28. A. V. Bogatskaya and A. M. Popov, Laser Phys. Lett. 12, 045303 (2015).
  29. https://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html.
  30. O. Zvelto, Principles of lasers, Tamburini Editore, Milan (1972).
  31. С. А. Ахманов, С. Ю. Никитин, Физическая оптика, Наука, М. (1998).
  32. Е. Л. Думан, И. П. Шматов, ЖЭТФ 78, 2116 (1980).
  33. R. K. Janev and A. A. Mihajlov, Phys. Rev. A 21, 819 (1980).
  34. A. A. Mihailov and R. K. Janev, J. Phys. B 14, 1639 (1981).

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).