Методика измерения сечений многофотонного поглощения

Институт оптики атмосферы

Руководитель: к.ф.-м.н. Б.А. Тихомиров. Соавторы: А.Н. Куряк, к.ф.-м.н. А.Е. Протасевич.

В ИОА СО РАН впервые получены количественные данные о сечениях индуцированного двухфотонного поглощения фемтосекундных лазерных импульсов молекулами H2O и искусственным воздухом на длине волны 800 нм; двухфотонного поглощения молекулами H2O и трехфотонного поглощения молекулами O2 на длине волны 266 нм. Установлена преобладающая роль водяного пара в многофотонном поглощении излучения 266 нм с интенсивностью наносекундных импульсов от 50 МВт см–2 до 2 ГВт см–2 в приземной атмосфере. Данные получены с использованием созданной в ИОА СО РАН методики измерения сечений многофотонного поглощения в газах. Основой для создания методики явились выведенные формулы для формы и амплитуды сигнала спектрофона, генерируемого при многофотонном поглощении гауссова импульса. Методика заключается в последовательности из регистрации в эксперименте зависимостей амплитуды оптико-акустического сигнала от энергии лазерного импульса, аппроксимации этих зависимостей полиномом и оценки вкладов в амплитуду сигнала от поглощения излучения с разной степенью фотонности.

Рис 1) Амплитуда сигнала спектрофона в зависимости от энергии лазерных импульсов 266 нм
Рис 2) Коэффициент поглощения лазерных импульсов 266 нм сухим и влажным воздухом vs I0

Основные публикации

  1. Куряк А.Н., Тихомиров Б.А. Роль водяного пара в поглощении излучения УФ (266 нм) наносекундных лазерных импульсов атмосферным воздухом // Квантовая электроника. Т.50. №9. С.876–881. Kuryak A.N., Tikhomirov B.A. Role of water vapour in the absorption of nanosecond 266-nm laser pulses by atmospheric air // Quantum Electronics. 2020. V.50. N.9. P.876–881. DOI: 10.1070/QEL17231.
  2. Голубятников Г.Ю., Куряк А.Н., Тихомиров Б.А. Поглощение водяным паром лазерных наносекундных импульсов 266нм с линейной и круговой поляризацией излучения // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т.33. №07. С.575–577. DOI: 10.15372/AOO20200712.
  3. Протасевич А.Е., Тихомиров Б.А. Форма оптико-акустического сигнала при многофотонном поглощении гауссовых лазерных импульсов // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т.24. №4. С.328–330.
  4. Киселев А.М., Пономарев Ю.Н., Степанов А.Н., Тихомиров А.Б., Тихомиров Б.А. Нелинейное поглощение фемтосекундных лазерных импульсов (800 нм) атмосферным воздухом и водяным паром // Квантовая электроника. 2011. Т.41. №11. С.976–979.
  5. Protasevich A.E., Tikhomirov B.A. Calibration of photoacoustic technique used in the study of multi-photon absorption of Gaussian laser pulses // The XVI Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy “HighRus-2009”, lake Baikal, July, 5–10, 2009.