Выпускники Физического факультета НГУ Владимир Жуков, Александр Рубенчик, Михаил Федорук и Надежда Булгакова опубликовали в известном международном журнале Американского оптического общества Journal of Optical Society of America B статью, которая вошла в топ-15 наиболее читаемых и скачиваемых статей этого журнала по тематике «Лазеры и лазерная оптика» за 2017 год (почетное 6-е место).
Статья посвящена математическому моделированию взаимодействия ультракоротких лазерных импульсов тороидальной формы с оптическим стеклом (Interaction of doughnut-shaped laser pulses with glasses) в режимах объемной записи фотонных структур. Проведенные на вычислительном кластере НГУ численные расчеты показали, что световые импульсы в форме кольца (doughnut в англоязычной литературе) значительно эффективней поглощаются стеклом, чем стандартные гауссовы импульсы эллипсоидальной формы. При равных условиях (энергия, длительность, угол фокусировки) максимальная плотность энергии излучения лазера, поглощенной локально стеклом в случае тороидального импульса, оказывается более чем на порядок выше в сравнении со случаем импульса гауссовой формы.
Результаты данного исследования проливают свет на ряд явлений, наблюдавшихся при воздействии фемтосекундных лазерных импульсов на прозрачные материалы, которые ранее не нашли объяснений, например, достижение эффективного дробления металлических наночастиц в коллоидном растворе при замене гауссовых импульсов кольцевыми.
Обнаруженный выпускниками НГУ эффект сверхсильного локализованного поглощения в объеме может найти применение в технологиях обработки материалов, исследованиях вещества в экстремальных условиях высоких температур и сверхвысоких давлений, создании новых фазовых состояний материалов.
В статье также показано, что взаимодействие ультракоротких лазерных импульсов со стеклом приводит к сильному сдвигу в коротковолновую область спектра излучения, рассеянного формируемой плазмой свободных электронов. Это явление обусловлено тем, что свет проходит через плазменное облако со стремительно меняющейся плотностью. Авторы статьи полагают, что измерение величины сдвига спектра может оказаться надежным методом диагностики пространственно-временной динамики поглощения излучения в экспериментах по воздействию ультракоротких сильно сфокусированных лазерных импульсов с веществом.
V.P. Zhukov, A.M. Rubenchik, M.P. Fedoruk, N.M. Bulgakova, Interaction of doughnut-shaped laser pulses with glasses // JOSA B. 2017. Vol. 34. No 2. P. 463-471. (8 cтр) [Journal of Optical Society of America B, IF=1.843]. https://doi.org/10.1364/JOSAB.34.000463
.jpg "Ученый НГУ наблюдал полное солнечное затмение в штате Индиана")