Выпуски

 / 

2016

 / 

Сентябрь

  

Методические заметки


Нелинейная динамика сверхмощных ультракоротких лазерных импульсов: эксафлопные вычисления на лабораторном компьютере и субпериодные световые пули

 а, б,  а, б, в, г
а Международный лазерный центр, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Физический факультет, Воробьевы горы, Москва, 119992, Российская Федерация
б Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий (Российский квантовый центр), ул. Новая 100, Сколково, Московская обл., 143025, Российская Федерация
в Texas A&M University, College Station, Texas, USA
г Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», пл. акад. Курчатова 1, Москва, 123182, Российская Федерация

Распространение мощных сверхкоротких световых импульсов сопровождается сложной нелинейной пространственно-временнóй динамикой, в которой многообразные эффекты спектрально-временнóго преобразования поля неразрывно связаны с неоднородной по импульсу пространственной динамикой светового пучка. Анализ нелинейной динамики мощных сверхкоротких световых импульсов с учётом пучковых неустойчивостей, распада пучка на множественные филаменты, а также уникальных явлений формирования предельно коротких импульсов светового поля приводит к задачам, эквивалентным по вычислительной сложности задачам моделирования временнóй эволюции физической системы с несколькими миллиардами степеней свободы. Для выполнения расчётов такого класса сложности требуется эксафлопный объём вычислительных операций, который, как правило, выполняется с использованием суперкомпьютеров. Представлены методы физического моделирования и численного анализа, позволяющие решать подобные задачи на лабораторном компьютере с объединёнными в кластер графическими ускорителями. Выполненные таким методом эксафлопные вычисления указывают на существование новых уникальных явлений пространственно-временнóй динамики сверхмощных ультракоротких световых импульсов. Показана возможность формирования мощных световых импульсов рекордно малой длительности в виде световых пуль, в которых световое поле оказывается локализованным одновременно в пространстве и времени благодаря балансу дисперсии и нелинейности в условиях подавления дифракционной расходимости пучка в результате совместного действия керровской и ионизационной нелинейностей.

Текст pdf (1,4 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2016.02.037700
Ключевые слова: сверхкороткие лазерные импульсы, нелинейная оптика, лазерная филаментация
PACS: 42.65.Re
DOI: 10.3367/UFNr.2016.02.037700
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2016/9/e/
000391228000004
2-s2.0-85006129611
2016PhyU...59..869V
Цитата: Воронин А А, Желтиков А М "Нелинейная динамика сверхмощных ультракоротких лазерных импульсов: эксафлопные вычисления на лабораторном компьютере и субпериодные световые пули" УФН 186 957–966 (2016)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 24 января 2016, 2 февраля 2016

English citation: Voronin A A, Zheltikov A M “Nonlinear dynamics of high-power ultrashort laser pulses: exaflop computations on a laboratory station and subcycle light bulletsPhys. Usp. 59 869–877 (2016); DOI: 10.3367/UFNe.2016.02.037700

Список литературы (44) Статьи, ссылающиеся на эту (25) ↓ Похожие статьи (19)

  1. Bulygin A, Geints Yu J. Opt. Soc. Am. B 40 2339 (2023)
  2. Bugay A N, Khalyapin V A Laser Phys. 33 126001 (2023)
  3. Khalyapin V A, Bugay A N Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 86 13 (2022)
  4. Mitrofanov A V, Sidorov-Biryukov D A et al Phys. Rev. A 105 (5) (2022)
  5. Khalyapin V A, Bugay A N Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 86 1355 (2022)
  6. Bugay A N, Khalyapin V A Laser Phys. 32 025401 (2022)
  7. Glek P B, Zheltikov A M Sci Rep 12 (1) (2022)
  8. Glek P B, Zheltikov A M 131 (10) (2022)
  9. Mitrofanov A V, Sidorov-Biryukov D A et al Optics Communications 502 127311 (2022)
  10. Khalyapin V A, Bugay A N Chaos, Solitons & Fractals 156 111799 (2022)
  11. Khazanov E A Quantum Electron. 52 208 (2022)
  12. Mitrofanov A V, Voronin A A et al Phys. Rev. A 104 (4) (2021)
  13. Zheltikov A M Phys.-Usp. 64 370 (2021)
  14. Khalyapin V A, Bugay A N Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 85 1424 (2021)
  15. Bulygin A D, Vrazhnov D A et al Opt. Eng. 59 1 (2020)
  16. Khazanov E A, Mironov S Yu, Mourou G Успехи физических наук 189 1173 (2019) [Khazanov E A, Mironov S Yu, Mourou G Phys.-Usp. 62 1096 (2019)]
  17. Khalyapin V, Bugay A et al Nonlinear Optics and Applications XI, (2019) p. 41
  18. Zheltikov A J. Opt. Soc. Am. B 36 A168 (2019)
  19. Voronin A A, Mitrofanov A V et al J. Opt. 20 025504 (2018)
  20. Mitrofanov A V, Nazarov M M et al Opt. Lett. 43 5693 (2018)
  21. Shen Yu, Voronin A A et al Sci Rep 8 (1) (2018)
  22. Zheltikov A M J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 50 092001 (2017)
  23. Mitrofanov A V, Voronin A A et al Optica 4 1405 (2017)
  24. Zheltikov A M Успехи физических наук 187 1169 (2017)
  25. Voronin A A, Zheltikov A M Phys. Rev. A 95 (2) (2017)

© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение