Динамика формирования и развития фемтосекундной лазерной микроплазмы в газах

Представлены результаты экспериментальных исследований динамики формирования и развития лазерной плазмы, возникающей в микрообъемах газов (микроплазмы) при их многократной ионизации высокоинтенсивными (до $\sim10^{17}$ Вт/см$^2$) остросфокусированными (в область диаметром 2–3 мкм) фемтосекундными импульсами титан-сапфирового лазера ($\tau_p\simeq 130$ фс, $\lambda=800$ нм). Проведены прецизионные (с пространственным разрешением $\sim 1.5$ мкм) интерферометрические измерения пространственно-временного распределения показателя преломления и электронной плотности микроплазмы воздуха и гелия непосредственно во время действия возбуждающего фемтосекундного лазерного импульса и на начальной стадии свободного расширения плазмы. Показано, что формирование микроплазмы происходит в результате практически полной (вплоть до ядер) ионизации исходного газа. Впервые с пикосекундным временным разрешением проведены исследования спектрального континуума и динамики формирования спектральных линий фемтосекундной лазерной микроплазмы воздуха, N$_2$, Ar и He при нормальных условиях в УФ и видимой областях спектра. Впервые в фемтосекундной плазме газов докритической плотности зарегистрирована генерация второй (четной) гармоники лазерного излучения.