Особенности распространения фемтосекундных лазерных импульсов в молекулярной газовой среде в условиях эффективного выстраивания молекул

Исследовано распространение фемтосекундных лазерных импульсов в молекулярной газовой среде с учетом вращательной динамики молекул под действием этих импульсов. На основе совместного численного решения волнового уравнения, описывающего эволюцию лазерного импульса, и уравнения Шредингера, задающего изменение квантового состояния молекул среды, проанализированы вращательная динамика молекул в лазерном поле и эволюция лазерного импульса с учетом их взаимного влияния. Обнаружено эффективное динамическое выстраивание молекул вдоль направления поляризации лазерного излучения, вызывающее изменение пространственно-временного профиля импульса, а также значительное уширение и деформацию его спектра по мере распространения в среде. Физические механизмы обнаруженных эффектов проанализированы на основе приближенного аналитического решения задачи, найденного для случая предварительного возбуждения среды импульсом накачки (схема накачка – зондирование).