| Локальный номер: | 65 |
| Тип проекта: | Российский фонд фундаментальных исследований Конкурс совместных российско-турецких исследовательских проектов |
| Шифр проекта: | 15-51-46007 СТ_а |
| Название: | Влияние пространственно-временных взаимосвязей в фемтосекундных лазерных импульсах на взаимодействие света с прозрачными материалами |
| Руководитель: | Жуков В.П. (ИВТ СО РАН) |
| Исполнитель: | Шваб И.В. (ИВТ СО РАН), Булгакова Н.М., Лизунов С.А. |
| Аннотация: | Проектом планируется впервые путем математического моделирования (российская сторона) и экспериментально (турецкая сторона) исследовать новое явление, нарушение симметрии при модификации оптических стекол ультракороткими лазерными импульсами в режимах записи фотонных структур. Несколько лет назад экспериментально обнаружено, что ультракороткие лазерные импульсы обладают необычным свойством - наклоном фронта относительно плоскости поперечного сечения лазерного пучка, причем угол наклона меняется по мере распространения лазерного импульса («эффект маяка»). Локальный наклон фронта и скорость его вращения взаимосвязаны: наклон определяет скорость вращения и наоборот; при этом интегрально по времени лазерный импульс остается гауссовым в поперечном сечении. Как следствие, лазерный импульс, имеющий наклон фронта, не может быть описан зависимостью с разделением на функции по пространственным переменным и времени. К настоящему времени выяснилось, что именно наклон фронта и его вращение являются причиной неконтролируемых изменений морфологии модификации оптических материалов при записи в их объем фотонных структур (волноводов, нанорешеток, дифракционных элементов). Данный проект ставит целью комплексно исследовать влияние наклона и вращения фронта ультракоротких лазерных импульсов на объемную модификацию и абляцию поверхности прозрачных, технологически важных материалов. Турецкая сторона будет контролируемо создавать лазерные пучки с заданными наклоном и скоростью вращения фронта и экспериментально исследовать влияние этого необычного эффекта на лазерно-индуцированные структуры в глубине и на поверхности материалов (плавленый кварц, боросиликатные и фосфатные стекла) в широком диапазоне параметров облучения (длительность и энергия импульса, угол наклона фронта на поверхности образца). Российской стороной будет разработана уникальная математическая модель для описания пространственно-временных взаимосвязей в ультракоротких лазерных импульсах при их взаимодействии с прозрачными материалами. Модель будет основана на решении полной системы уравнений Максвелла и уравнений, описывающих генерацию свободных электронов в прозрачном материале и их осцилляционное движение в поле электромагнитной волны. Ожидается, что с помощью моделирования и сравнения результатов с данными экспериментов будут обнаружены новые физические эффекты и найдены возможности управляемого использования наклона фронта в целях получения нужных морфологических изменений материала. |
