Физика сверхмощных и предельно коротких импульсов
С момента изобретения лазеров одним из основных направлений их развития стало увеличение энергии импульсов и уменьшение их длительности, что позволяет получить высокую пиковую мощность и обеспечивает возможность использования лазерных источников для практически необъятного спектра задач в науке и технологиях. При этом тенденции уменьшения длительности и увеличения энергии импульсов не всегда напрямую коррелируют между собой, а определяются скорее решаемой задачей. Например, для решения технологических задач, таких как лазерная сварка или резка, требуются импульсы с высокой энергией (до единиц и сотен джоулей), но не слишком малой длительностью. С другой стороны, для нелинейно-оптической спектроскопии, биомедицинских приложений и микрообработки требуются импульсы с очень малой длительностью, но относительно небольшими энергиями — до единиц микроджоулей.
Увеличение интенсивности оптического излучения также предоставляет заманчивые перспективы изучения фундаментальных физических законов, а развитие техники усиления чирпированных импульсов открыло новую область – релятивистскую оптику. Импульсы с релятивистским уровнем интенсивности (> 1018 Вт/см2 ) способны разгонять электроны в плазме до скоростей, сравнимых со скоростью света. Такие электромагнитные поля оказываются достаточно эффективными для генерации оптических гармоник высокого порядка, что, в свою очередь, открывает дорогу к генерации импульсов аттосекундной длительности (10-18 с).
В нашей группе направления, связанные с генерацией и использованиеv мощных сверхкоротких импульсов развиваются, с одной стороны, на базе уникальной субтераватной фемтосекундной лазерной системы среднего инфракрасного диапазона (Российский Квантовый Центр, Сколтех) и мультитераваттного Ti:Sapphire фемтосекундного лазера «Курчатовский» (НИЦ «Курчатовский институт») и, с другой стороны, вопросы генерации перестраиваемых предельно коротких импульсов ближнего и среднего инфракрасного диапазона развиваются непосредственно в лабораториях МГУ им. М. В. Ломоносова.