Спектрально-временные преобразования лазерных импульсов в микроструктурированных световодах для нелинейно-оптической спектроскопии

В диссертационной работе представлены результаты исследований различных режимов нелинейно-оптического преобразования в микроструктурированных волокнах. Благодаря своим уникальным особенностям, связанными с сильной локализацией поля в сердцевине и возможностью управления дисперсии групповых скоростей, эти волокна обеспечивают новые физические режимы спектрально-временных преобразований лазерных импульсов. Основные результаты работы связаны с использованием солитонных механизмов распространения импульсов накачки от хром-форстеритовых лазерных систем в микроструктурированных световодах для получения, перестраиваемых по длине волны лазерных импульсов, которые далее используются для реализации нелинейно-оптической микроспектроскопии на основе когерентного антистоксова рассеяния света (КАРС) и других нелинейных методов. Исследованы различные физические сценарии управления спектрально-временными характеристиками импульсов при их распространении в микроструктурированных волокнах, что приводит к их спектральному сжатию или наоборот формирования коротких импульсов с длительностью нескольких циклов поля. Генерация предельно коротких импульсов продемонстрирована с полыми антирезонансными волокнами, заполненными газом при высоком давлении, эти импульсы формируются в режиме солитонной самокомпрессии, их длительность не превышает одного цикла поля в среднем инфракрасном диапазоне спектра, а пиковая мощность достигает нескольких гигаватт. В диссертации также представлены результаты по реализации, изучению и оптимизации источника коррелированных фотонных пар, генерируемых в микроструктурированных волокнах.