Особенности распространения фемтосекундного импульса в воздухе

Численными методами исследованы особенности распространения фемтосекундных лазерных импульсов в атмосфере. Характер этого явления определяется соотношением между процессами многофотонной ионизации и множественной мелкомасштабной самофокусировки (филаментации). Установлен ступенчатый характер развития процесса, при котором до достижения пороговых значений интенсивности филаментация развивается без потери энергии импульса. При достижении порога происходит потеря энергии на ионизацию, сопровождаемая дефокусирующим воздействием электронной плазмы, что приводит к потере интенсивности. При падении интенсивности ниже порогового значения могут возникать условия для повторного зарождения самофокусировки. Характерные особенности завершающей стадии процесса филаментации могут быть объяснены на основе теории В. И. Беспалова и В. И. Таланова. С использованием усреднения уравнений по времени и параллельных методов создан программный комплекс для качественного моделирования распространения мощных лазерных импульсов на дальние расстояния.