Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
физико-математических наук: 01.04.21 - Лазерная физика. —
Московский государственный университет им М.В. Ломоносова. —
Москва, 2002. — 20 с.
Научный руководитель: к.ф.-м.н., доцент Шкуринов А.П.
Целью работы являлось экспериментальное
исследование временных и пространственных особенностей усиления
нелинейно-оптического отклика поверхности при возбуждении
поверхностных электромагнитных волн на основе изучения процессов
ГВГ, ГСЧ и ЧВС, а также применение метода усиления сигнала ГВГ от
поверхности для исследования оптически активных (хиральных)
молекул.
В ходе работы были поставлены и решены следующие
задачи:
Создание оригинальных схем фемтосекундных лазерных комплексов для изучения процессов генерации ВГ, суммарной частоты (СЧ) и ЧВС от поверхности металла.
Достижение максимальной эффективности генерации второй оптической гармоники от периодической металлической поверхности за счёт специальной симметричной схемы взаимодействия ПЭВ (оптимального угла ориентации штрихов решётки и угла падения), а также за счёт использования несинусоидального профиля решётки со значительной второй пространственной гармоникой рельефа.
Исследование линейных и нелинейных свойств симметричной неколлинеарной схемы возбуждения ПЭВ. Реализация взаимодействия независимых ПЭВ.
Экспериментальное сравнение эффективности нелинейных процессов второго (ГСЧ, ГВГ) и третьего (ЧВС) порядков.
Исследование пространственно-временных свойств ПЭВ, возбуждаемых на решётке. Измерение времени жизни и длины пробега ПЭВ в разных схемах возбуждения.
Визуализация поля ПЭВ оптическим и акустическим методами.
Приложения ПЭВ для целей нелинейно-оптической спектроскопии. Измерение компонент тензора поверхностной нелинейной восприимчивости раствора хиральных молекул. Научная новизна.
Впервые экспериментально исследован процесс одновременной генерации сигналов на частотах ВГ (2ω1 и 2ω2), СЧ (ω1+ω2) и частоте ЧВС (2ω2-ω1) от фемтосекундных лазерных импульсов на периодической поверхности металла при неколлинеарном
возбуждении ПЭВ.
Экспериментально показано, что в симметричной схеме возбуждения ПЭВ происходит значительное (до 20 раз) увеличение эффективности ГВГ.
Экспериментально исследовано влияние коллинеарного и неколлинеарного взаимодействия ПЭВ, а также роль возбуждения ПЭВ на суммарной частоте и на частоте второй гармоники в усилении нелинейного сигнала. Исследованы различные способы достижения фазового синхронизма для возбуждения ПЭВ.
Экспериментально обнаружено существенное различие в форме поляризационных зависимостей интенсивности ГВГ для двух разных энантиомеров хиральных молекул пинена.
Предложена модель, в рамках которой впервые измерено время жизни ПЭВ на металлической решётке в неколлинеарной симметричной и несимметричной схемах возбуждения ПЭВ. Оказалось, что в симметричной схеме, где эффективность ГВГ максимальна, время жизни ПЭВ также максимально. Измерена область локализации ПЭВ нелинейно-оптическим и акустическим методами.
Создание оригинальных схем фемтосекундных лазерных комплексов для изучения процессов генерации ВГ, суммарной частоты (СЧ) и ЧВС от поверхности металла.
Достижение максимальной эффективности генерации второй оптической гармоники от периодической металлической поверхности за счёт специальной симметричной схемы взаимодействия ПЭВ (оптимального угла ориентации штрихов решётки и угла падения), а также за счёт использования несинусоидального профиля решётки со значительной второй пространственной гармоникой рельефа.
Исследование линейных и нелинейных свойств симметричной неколлинеарной схемы возбуждения ПЭВ. Реализация взаимодействия независимых ПЭВ.
Экспериментальное сравнение эффективности нелинейных процессов второго (ГСЧ, ГВГ) и третьего (ЧВС) порядков.
Исследование пространственно-временных свойств ПЭВ, возбуждаемых на решётке. Измерение времени жизни и длины пробега ПЭВ в разных схемах возбуждения.
Визуализация поля ПЭВ оптическим и акустическим методами.
Приложения ПЭВ для целей нелинейно-оптической спектроскопии. Измерение компонент тензора поверхностной нелинейной восприимчивости раствора хиральных молекул. Научная новизна.
Впервые экспериментально исследован процесс одновременной генерации сигналов на частотах ВГ (2ω1 и 2ω2), СЧ (ω1+ω2) и частоте ЧВС (2ω2-ω1) от фемтосекундных лазерных импульсов на периодической поверхности металла при неколлинеарном
возбуждении ПЭВ.
Экспериментально показано, что в симметричной схеме возбуждения ПЭВ происходит значительное (до 20 раз) увеличение эффективности ГВГ.
Экспериментально исследовано влияние коллинеарного и неколлинеарного взаимодействия ПЭВ, а также роль возбуждения ПЭВ на суммарной частоте и на частоте второй гармоники в усилении нелинейного сигнала. Исследованы различные способы достижения фазового синхронизма для возбуждения ПЭВ.
Экспериментально обнаружено существенное различие в форме поляризационных зависимостей интенсивности ГВГ для двух разных энантиомеров хиральных молекул пинена.
Предложена модель, в рамках которой впервые измерено время жизни ПЭВ на металлической решётке в неколлинеарной симметричной и несимметричной схемах возбуждения ПЭВ. Оказалось, что в симметричной схеме, где эффективность ГВГ максимальна, время жизни ПЭВ также максимально. Измерена область локализации ПЭВ нелинейно-оптическим и акустическим методами.