Длина пробега и спектр световых пуль среднего ИК диапазона длительностью в один цикл в прозрачных диэлектриках

Филаментация фемтосекундного лазерного излучения с длиной волны 800–3900 нм и мощностью, немного превышающей критическую мощность самофокусировки, исследована спектральным методом и методом лазерной колорации в кристалле LiF. Обнаружено, что длина филамента, образующегося в одноимпульсном режиме, растет с увеличением длины волны возбуждения от нескольких десятков микрон на 800 нм до сотен микрон на 3900 нм. При этом в области аномальной дисперсии групповой скорости, начиная с 2600 нм, первоначально гладкий профиль люминесценции наведенных долгоживущих центров окраски приобретает периодическую структуру, свидетельствующую об образовании световой пули с длительностью около одного периода колебаний светового поля диаметром менее 10 мкм. Длина пробега таких пуль не превышает 0.5 мм для одноимпульсного режима и 2.7 мм в волноводном режиме. Следствием периодической модуляции светового поля пули в процессе ее распространения, наблюдаемым в эксперименте и подтвержденным расчетом, является появление боковых частот вблизи длины волны возбуждения, а также возникновение в излучении суперконтинуума спектральных компонент в видимом диапазоне, угловая расходимость которых возрастает с увеличением длины волны.