Математическое моделирование распространения фемтосекундного импульса

Работа посвящена исследованию численными методами распространения фемтосекундных лазерных импульсов в атмосфере. Характер явления определяется соотношением между процессами многофотонной ионизации и множественной мелкомасштабной самофокусировки (филаментации). Резкое уменьшение актуального размера задачи в процессе самофокусировки, а также необходимость обеспечить точность аппроксимации при расчете неустойчивости, каковой является филаментация, приводит к тому, что используются сетки с мелким шагом, общий объем которых достигает 1012 ячеек. Расчеты такого объема выполнены на кластере с применением технологии параллельного программирования. Установлен ступенчатый характер развития процесса, при котором до достижения пороговых значений интенсивности происходит развитие филаментации без потери энергии импульса. При достижении пороговых значений интенсивности начинается потеря энергии на ионизацию, сопровождаемая дефокусирующим воздействием электронной плазмы, что приводит к потере интенсивности. При падении интенсивности ниже порогового значения могут создаться условия для повторного зарождения самофокусировки.