Channels of Filaments of Axially Asymmetric Optical Vortices at a Wavelength of 1800 nm in a LiF Crystal

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The formation of a set of filaments and plasma channels in a femtosecond optical vortex has been studied experimentally and numerically. A longitudinal distribution of color center tracks with a length of 1 cm written in a LiF crystal by an axially asymmetric beam in the single-pulse regime has been detected experimentally for the first time. It has been shown that, at a sufficient excess of the peak power over the critical value, two hot points on the annular profile of vortex beam separated by the phase dislocation region form sequences of color center tracks; each sequence in the cross section of the beam is localized near the initial hot point. Secondary filaments and the corresponding tracks appear with an increase in the pulse energy. The parameters of femtosecond filaments in LiF have been numerically estimated.

About the authors

S. A Shlenov

Faculty of Physics, Moscow State University; Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences

Email: shlenov@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia; 108840, Troitsk, Moscow, Russia

V. O Kompanets

Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences

Email: shlenov@physics.msu.ru
108840, Troitsk, Moscow, Russia

V. P Kandidov

Faculty of Physics, Moscow State University; Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences

Email: shlenov@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia; 108840, Troitsk, Moscow, Russia

S. V Chekalin

Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences

Email: shlenov@physics.msu.ru
108840, Troitsk, Moscow, Russia

E. V Vasil'ev

Faculty of Physics, Moscow State University

Author for correspondence.
Email: shlenov@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. K. Yamada, W. Watanabe, T. Toma, K. Itoh, and J. Nishi, Opt. Lett. 26, 19 (2001).
  2. W. Watanabe, T. Asano, K. Yamada, K. Itoh, and J. Nishii, Opt. Lett. 28, 2491 (2003).
  3. В. П. Кандидов, С. А. Шленов, О. Г. Косарева, Квантовая электроника 39, 205 (2009).
  4. L. Berge and S. Skupin, Phys. Rev. Lett. 100, 113902 (2008).
  5. В. П. Кандидов, Е. Д. Залозная, А. Е. Дормидонов, В. О. Компанец, С. В. Чекалин, Квантовая электроника 52, 233 (2022).
  6. Е. Д. Залозная, А. Е. Дормидонов, В. О. Компанец, С. В. Чекалин, В. П. Кандидов, Письма в ЖЭТФ 113, 787 (2021).
  7. A. Dormidonov, V. Valuev, V. Dmitriev, S. Shlenov, and V. Kandidov, Proc. SPIE 6733, 67332S (2007).
  8. В. В. Валуев, А. Е. Дормидонов, В. П. Кандидов, С. А. Шленов, В. Н. Корниенко, В. А. Черепенин, Радиотехника и электроника 55, 222 (2010).
  9. M. Alshershby, H. Zuoqiang, and L. Jingquan, J. Phys. D: Appl. Phys. 45, 265401 (2012).
  10. M. Chˆateauneuf, S. Payeur, J. Dubois, and J.-C. Kie er, Appl. Phys. Lett. 92, 091104 (2008).
  11. L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A. 45, 8185 (1992).
  12. В. В. Котляр, А. А. Ковалев, Ускоряющиеся и вихревые лазерные пучки, Физматлит, М. (2018), 256 с.
  13. S. Fu, B. Mahieu, A. Mysyrowicz, and A. Houard, Opt. Lett. 47, 5228 (2022).
  14. E. V. Vasil'ev, S. A. Shlenov, and V. P. Kandidov, Laser Phys. Lett. 15, 115402 (2018).
  15. J. M. Soto-Crespo, D. R. Heatley, and E. M. Wright, Phys. Rev. A 44, 636 (1991).
  16. A. Vincotte and L. Berge, Phys. Rev. Lett. 95, 193901 (2005).
  17. С. А. Шленов, Е. В. Васильев, С. В. Чекалин, В. О. Компанец, Р. В. Скиданов, ЖЭТФ 159, 400 (2021).
  18. С. А. Шленов, В. О. Компанец, А. А. Дергачев, В. П. Кандидов, С. В. Чекалин, Ф. И. Сойфер, Квантовая электроника 52, 322 (2022).
  19. Е. Ф. Мартынович, А. В. Кузнецов, А. В. Кирпичников, Е. В. Пестряков, С. Н. Багаев, Квантовая электроника 43, 463 (2013).
  20. А. В. Кузнецов, А. Е. Дормидонов, В. О. Компанец, С. В. Чекалин, В. П. Кандидов, Квантовая электроника 51, 670 (2021).
  21. А. Е. Дормидонов, Е. Д. Залозная, В. О. Компанец, С. В. Чекалин, В. П. Кандидов, Письма в ЖЭТФ 116, 434 (2022).
  22. J. H. Marburger, Progress in Quantum Electronics 4, 35 (1975).
  23. A. A. Dergachev, A. A. Ionin, V. P. Kandidov, D. V. Mokrousova, L. V. Seleznev, D. V. Sinitsyn, E. S. Sunchugasheva, and S. A. Shlenov, Laser Phys. 25, 065402 (2015).
  24. P. Polynkin, C. Ament, and J. V. Moloney, Phys. Rev. Lett. 111, 023901 (2013).
  25. T. Brabec and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 78, 3282 (1997).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук