Cтатьи, принятые к публикации

Обзоры актуальных проблем


Атом в интенсивных лазерных полях: от генерации когерентного коротковолнового излучения к нелинейным свойствам газовой среды

 а, б,  а, б, в
а Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Воробьевы горы, Москва, 119991, Российская Федерация
б Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», пл. акад. Курчатова 1, Москва, 123182, Российская Федерация
в Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация

Взаимодействие интенсивных лазерных полей с веществом сопровождается множеством явлений: от генерации когерентного излучения различных спектральных диапазонов (от терагерцового до мягкого рентгеновского) до создания пучков ускоренных заряженных частиц и микромодификации объема и поверхности различных образцов. Для описания такого многообразия явлений к настоящему времени развит ряд теоретических подходов, которые, используя различные приближения к описанию данной сложной нелинейной задачи, позволяют объяснять некоторые конкретные аспекты такого взаимодействия. Развитые теоретические подходы рассматривают его как на микроскопическом уровне, изучая особенности взаимодействия одиночных атомов с лазерными полями, так и на макроскопическом, при котором анализируются нелинейные восприимчивости, описывающие нелинейную поляризацию среды при распространении лазерного излучения в ней. В настоящей работе представлен обзор некоторых, наиболее часто применяющихся теоретических подходов к описанию отклика среды на микроскопическом (квантово-механическом) уровне, а также различные методы управления свойствами генерируемого когерентного излучения. Описана модель газовой среды, которая, с одной стороны, учитывает особенности отклика одиночных атомов, а, с другой стороны, позволяет участь эффекты фазового и квазифазового согласования при генерации излучения. Проанализировано влияние параметров среды на эффективность генерации и поляризационные свойства генерируемого излучения как в условиях фазового, так и квазифазового согласования. Представлено детальное описание аналитического метода расчета нелинейной восприимчивости газовой среды. Полученные значения нелинейной восприимчивости среды произвольного порядка могут быть полезными при численном расчете распространения лазерного излучения в веществе. Проанализированы различные каналы генерации излучения при вариации параметров лазерного поля.

Ключевые слова: взаимодействие интенсивного лазерного излучения с веществом, генерация гармоник высокого порядка, фазовый синхронизм, непертурбативная теория, нелинейная восприимчивость среды
PACS: 42.65.Ky, 42.65.Re, 42.25.Ja, 42.65.−k (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2025.09.040041
Цитата: Львов К В, Стремоухов С Ю "Атом в интенсивных лазерных полях: от генерации когерентного коротковолнового излучения к нелинейным свойствам газовой среды" УФН, принята к публикации

Поступила: 11 июля 2025, доработана: 23 сентября 2025, 28 сентября 2025

English citation: L’vov K V, Stremoukhov S Yu “Atom in intense laser fields: from the generation of coherent short-wavelength radiation to the nonlinear properties of the gas mediumPhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2025.09.040041

Похожие статьи (20) ↓

  1. С.В. Чекалин, В.П. Кандидов «От самофокусировки световых пучков — к филаментации лазерных импульсов» УФН 183 133–152 (2013)
  2. В.В. Стрелков, В.Т. Платоненко и др. «Аттосекундные электромагнитные импульсы: генерация, измерение и применение. Генерация высоких гармоник интенсивного лазерного излучения для получения аттосекундных импульсов» УФН 186 449–470 (2016)
  3. А.М. Желтиков «Сверхкороткие световые импульсы в полых волноводах» УФН 172 743–776 (2002)
  4. А.М. Желтиков «Изолированные волноводные моды интенсивных световых полей» УФН 174 1301–1318 (2004)
  5. А.М. Желтиков «Да будет белый свет: генерация суперконтинуума сверхкороткими лазерными импульсами» УФН 176 623–649 (2006)
  6. М.Ю. Рябикин, М.Ю. Емелин, В.В. Стрелков «Аттосекундные электромагнитные импульсы: генерация, измерение и применение. Аттосекундная метрология и спектроскопия» УФН 193 382–405 (2023)
  7. А.М. Желтиков «Нелинейная оптика микроструктурированных волокон» УФН 174 73–105 (2004)
  8. Р.А. Ганеев «Современные тенденции в области генерации высших гармоник при лазерной абляции различных поверхностей» УФН 183 815–847 (2013)
  9. В.А. Кизель «Современное состояние теории отражения света» УФН 92 479–516 (1967)
  10. А.А. Иванов, М.В. Алфимов, А.М. Желтиков «Фемтосекундные импульсы в нанофотонике» УФН 174 743–763 (2004)
  11. А.М. Желтиков «Комбинационное рассеяние света в фемто- и аттосекундной физике» УФН 181 33–58 (2011)
  12. П.Г. Крюков «Непрерывные фемтосекундные лазеры» УФН 183 897–916 (2013)
  13. И.И. Метельский, В.Ф. Ковалев, В.Ю. Быченков «Релятивистски-нелинейное резонансное поглощение и генерация гармоник электромагнитного излучения в неоднородной плазме» УФН 194 457–494 (2024)
  14. Б.Я. Зельдович, Т.И. Кузнецова «Генерация сверхкоротких импульсов света с помощью лазеров» УФН 106 47–84 (1972)
  15. Е.М. Золотов, В.А. Киселев, В.А. Сычугов «Оптические явления в тонкопленочных волноводах» УФН 112 231–273 (1974)
  16. С.М. Аракелян, Г.А. Ляхов, Ю.С. Чилингарян «Нелинейная оптика жидких кристаллов» УФН 131 3–44 (1980)
  17. Е.М. Дианов, А.М. Прохоров «Лазеры и волоконная оптика» УФН 148 289–311 (1986)
  18. Д.Ф. Смирнов, А.С. Трошин «Новые явления в квантовой оптике: антигруппировка и субпуассоновская статистика фотонов, сжатые состояния» УФН 153 233–271 (1987)
  19. Н.Б. Делоне, В.П. Крайнов «Динамический штарковский сдвиг атомных уровней» УФН 169 753–772 (1999)
  20. Л.А. Головань, В.Ю. Тимошенко, П.К. Кашкаров «Оптические свойства нанокомпозитов на основе пористых систем» УФН 177 619–638 (2007)

Список формируется автоматически.

© Успехи физических наук, 1918–2026
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение