Логин:
Пароль:

Работа №1463
Название работы
Исследования физических процессов в атмосферном жидкокапельном аэрозоле при возбуждении мощными фемтосекундными лазерными импульсами
Автор работы
Землянов Алексей Анатольевич
Дата начала работы Дата окончания работы
2009-07-30 2011-08-01
Аннотация
Объектом исследования являются физические процессы, протекающие в жидкокапельном аэрозоле при воздействии фемтосекундными лазерными импульсами. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Теоретическое и экспериментальное исследование физических процессов в жидкокапельном аэрозоле при возбуждении мощными фемтосекундными лазерными импульсами. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ – натурный эксперимент, физическое моделирование в лабораторных условиях, численное моделирование. ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:Полуэмпирическая модель нелинейно-оптического канала в воздушно-капельной среде для мультитераваттного фемтосекундного лазерного излучения; теория многофотонно возбужденной флуоресценции активных молекул в жидких диэлектрических и композитных сферических частицах широкополосным амплитудно-модулированным лазерным излучением. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: Полученные в результате выполнения проекта фундаментальные результаты исследования нелинейных эффектов, сопровождающих распространение мощного лазерного излучения фемтосекундной длительности в атмосфере, позволят существенно расширить информационные возможности лазерного зондирования атмосферы, разработать новые методы лидарного зондирования, основанные на интерпретации широкополосных сигналов неупругого рассеяния и флуоресценции, возбуждаемых широкополосным излучением фемтосекундного суперконтинуума. Помимо приложений в области физики атмосферы, полученные результаты могут найти применение в области развития лазерных технологий, совершенствования систем передачи и обработки оптической информации с целью повышения быстродействия и компактности оптических элементов, реализации высокоинформативных каналов оптической связи в атмосфере, медико-биологических исследованиях и других приложениях.
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1006600 Федеральное агентство по образованию Фундаментальная
Промежуточный реферат №1
Объектом исследования являются физические процессы, протекающие в жидкокапельном аэрозоле при воздействии фемтосекундными лазерными импульсами. Цель проекта: Теоретическое и экспериментальное исследование физических процессов в жидкокапельном аэрозоле при возбуждении мощными фемтосекундными лазерными импульсами. Методы исследования – натурный эксперимент, физическое моделирование в лабораторных условиях, численное моделирование. На первом этапе НИР: 1. Найдено общее выражение для дифференциального сечения рассеяния органических молекул из сферического резонатора в нестационарном случае. 2. Получено аппроксимационное выражение для оценок порога суперфлуоресценции в фокусе капли.3.Установлено, что развитие суперфлуоресценции в моде возможно лишь при достаточно высокой концентрации органических молекул. 4. На основе численного решения скоростного уравнения для концентрации электронов в плазме выполнены расчеты пороговой интенсивности оптического пробоя прозрачных микрочастиц под действием одиночных лазерных импульсов с нано-, пико- и фемтосекундной длительностью. 5. В результате проведенных экспериментов по изучению эволюции пространственного профиля и частотного спектра тераваттных импульсов Ti:Sa-лазера пико- и фемтосекундной длительности, распространяющихся на атмосферной трассе в режиме самофокусировки установлена тенденция увеличения углового размера и спектральной ширины лазерного пучка при повышении его выходной мощности.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02200953789 Дата регистрации ИК: 2009-11-20
Промежуточный реферат №2
Объектом исследования являются физические процессы, протекающие в жидкокапельном аэрозоле при воздействии фемтосекундными лазерными импульсами. Цель работы - Теоретическое и экспериментальное исследование физических процессов в жидкокапельном аэрозоле при возбуждении мощными фемтосекундными лазерными импульсами Физическое моделирование в лабораторных условиях, численное моделирование. Современные методы вычислительной математики, современные методы измерения параметров физических величин, эксперимент. На 2 этапе НИР: 1. Путем численного моделирования на основе модели эффективной среды получены оптические характеристики агрегатов металлических наночастиц (Ag, Al, Cu, Ni, Zn). 2. Экспериментально показано, что введение в раствор красителя Р6Ж наночастиц Al, Zn, Cu, Ni приводит к уменьшению пороговой энергии накачки не менее чем в 20 раз. 4. При возбуждении водного аэрозоля фемтосекундными лазерными импульсами длительностью 80 фс на длине волны 0,82 мкм с частотой следования импульсов 90 МГц генерации при интенсивности свыше 200 МВт/см наблюдался оптический пробой аэрозоля. 5. Экспериментально установлено, что Аэрозольная среда (с концентрацией частиц в диапазоне 103 -107 см-3) для фемтосекундного импульса, вследствие гидродинамической инерционности, выступает как линейный ослабитель. 6. Экспериментально установленный физический сценарий фемтосекундного взрыва жидкой частицы можно условно разделить на три последовательные фазы: (1) фаза плазмообразования во внутренних областях капли; (2) фаза вскипания этих областей (нуклеации пара); и (3) фаза фрагментации капли.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201056954 Дата регистрации ИК: 2010-10-27
Заключительный реферат
Объектом исследования является взаимодействие лазерного излучения фемтосекундной длительности с жидкокапельным аэрозолем и каплями, содержащими органический флуорофор и наночастицы. Цель работы – Теоретическое и экспериментальное исследование физических процессов в жидкокапельном аэрозоле при возбуждении мощными фемтосекундными лазернымиимпульсами. Физическое моделирование в лабораторных условиях, численное моделирование. Современные методы вычислительной математики, современные методы измерения параметров физических величин, эксперимент. В результате работы установлено: 1. Преобладающая роль эффекта Керра в процессе спектральных трансформаций излучения при взаимодействии с водной каплей. 2. Построена теоретическая модель формирования волны многофотонно возбужденной флуоресценции (МВФ) в микрочастицах. 3. Экспериментально и теоретически в рамках модели теплового самовоздействия лазерного излучения в поглощающей среде показано, что устойчивая дифракционная картина на экране, образующая в результате прохождения светового пучка через слой наноколлоидной среды, формируется за времена порядка 3-4 с. 4. Экспериментально установлено, что наблюдаемое в эксперименте существенное понижение порогов суперлюминесценции при внедрении наночастиц Ag в раствор R6G и возбуждении люминесценции излучением на длине волны 0,53 мкм при однократном рассеянии происходит только за счет наличия оптических полей повышенной плотности мощности вблизи поверхности наночастиц и не связано с реализацией эффектов плазмонных резонансов и режима рэндом-лазера.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201159661 Дата регистрации ИК: 2011-07-28
Заказчик
Федеральное агентство по образованию, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы», Мероприятие 1.2.2. Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук, Конкурс НК-122П «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Физика атмосферы» в рамках мероприятия 1.2.2. Программы», № ГК П367 от 30.07.2009 г.
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
37.21.19 ( ГЕОФИЗИКА. Метеорология. Атмосферная оптика. )
29.31.41 ( ФИЗИКА. Оптика. Оптика природных объектов. )
29.31.27 ( ФИЗИКА. Оптика. Взаимодействие оптического излучения с веществом. )
29.33.25 ( ФИЗИКА. Лазерная физика. Нелинейные оптические свойства сред. )
29.33.47 ( ФИЗИКА. Лазерная физика. Воздействие лазерного излучения на вещество. )
621.378.33,530.182.551, 535.621.33; 487179 П367
Ключевые слова
фемтосекундные лазерные импульсы, жидкокапельный аэрозоль, атмосфера, филаментация, суперконтинуум, суперфлуоресценция
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99