Экспериментальные исследования филаментации мощного ультракороткого лазерного излучения с начальной угловой расходимостью в воздухе

Представлены результаты атмосферных и лабораторных экспериментов по нелинейному распространению в воздухе в режиме самофокусировки и филаментации гигаваттных фемтосекундных лазерных импульсов ближнего ИК диапазона. Изучено влияние начальной геометрической расходимости (положительной и отрицательной) излучения с нерегулярным профилем интенсивности на поперечное распределение световой энергии пучка в конце трассы. Экспериментально показано, что при геометрической фокусировке или дефокусировке пучка возникающее перемещение по трассе участка филаментации излучения позволяет управлять числом и пространственным положением максимумов плотности световой энергии в приемной плоскости. Определены условия, при которых световой филамент может восстановиться после прохождения пучка через линейную фокальную перетяжку. Получено полуэмпирическое пороговое соотношение, связывающее «силу» фокусировки пучка и его мощность, когда реализуется филаментация излучения за геометрическим фокусом оптической системы.