Инд. авторы:	Булгакова Н.М., Жуков В.П., Федорук М.П.
Заглавие:	Численное моделирование распространения фемтосекундных лазерных импульсов в нелинейных средах
Библ. ссылка:	Булгакова Н.М., Жуков В.П., Федорук М.П. Численное моделирование распространения фемтосекундных лазерных импульсов в нелинейных средах // Вычислительные технологии. - 2012. - Т.17. - № 4. - С.14-28. - ISSN 1560-7534. - EISSN 2313-691X.
Внешние системы:	РИНЦ: 17926324;
Реферат:	eng: We present a model and a finite-difference scheme for its numerical realization for studies of propagation of powerful ultra short laser pulses in non-linear media. The model is based on the non-linear Maxwell`s equations taking into account frequency dispersion and Kerr effect, which are supplemented by the hydrodynamic-type equations for describing the dynamics of free electrons generated by the laser pulse. The processes of multiphoton ionization, collisional ionization and electron recombination are accounted for. The data of model testing and some physical results are described. rus: Предложены модель и конечно-разностная схема численной реализации этой модели для исследования распространения сверхмощного ультракороткого лазерного импульса в нелинейных средах. Модель основана на нелинейных уравнениях Максвелла с учётом частотной дисперсии и эффекта Керра, дополненных уравнениями гидродинамического типа для описания динамики генерируемых лазерным импульсом свободных электронов. Учтены процессы многофотонной ионизации, ионизации электронным ударом и рекомбинации электронов. Приведены данные методических расчётов и некоторые физические результаты.
Ключевые слова:	Non-linear Schrodinger equation; Kerr effect; Multiphoton ionization; Femtosecond laser pulse; уравнения Максвелла; нелинейное уравнение Шрёдингера; эффект Керра; многофотонная ионизация; фемтосекундный лазерный импульс; Maxwell`s equations;
Издано:	2012
Физ. характеристика:	с.14-28
Цитирование:	1. COUAIRON A., SUDRIE L., FRANCO M. ET AL. Filamintation and damage in fused silica induced by tightly focused femtosecond laser pulses / / Phys. Rev. B. 2005. Vol. 71. Paper 125435 (11 p.). 2. COUAIRON A., MYSYROWICZ A. Femtosecond filamentation in transparent media / / Phys. Rep. 2005. Vol. 441. P. 47-189. 3. WINKLER S. W., BURAKOV I. M., STOIAN R. ET AL. Transient response of dielectric materials exposed to ultrashort laser radiation / / Appl. Phys. A. 2006. Vol. 84. P. 413-422. 4. BURAKOV I. M., BULGAKOVA N. M., STOIAN R. ET AL. Spatial distribution of refractive index variations induced in bulk fused silica by single ultrashot and short laser pulses //J. Appl. Phys. 2007. Vol. 101. Paper 043506 (7 p.). 5. MERMILLOD-BLONDIN A., BURAKOV I. M., BULGAKOVA N. M. ET AL. Flipping the sign of refractive index changes in ultrafast and temporally shaped laser-irradiated borosilicate crone optical glass at repetition rate / / Phys. Rev. B. 2008. Vol. 77. Paper 104205 (8 p.). 6. БУЛГАКОВА Н. М., СТОЯН Р., РОЗЕНФЕЛЬД А. Лазерно-индуцированная модификация прозрачных кристаллов и стекол / / Квантовая электроника. 2010. Т. 40. С. 966-985. 7. TURITSYN S. K., MEZENTSEV V. K., DUBOV M. ET AL. Sub-critical regime of femtosecond inscription / / Optics Express. 2007. Vol. 15, No. 22. P. 14750-14764. 8. ЛАНДАУ Л. Д., ЛИФШИЦ Е. М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982. 444 с. 9. PETROPOULOS P. G. Reflectionless sponge layer for the numerical solution of Maxwell`s equations in cylindrical and spherical coordinates / / Appl. Numerical Math. 2000. Vol. 33. P. 517-524. 10. YUQING JIAO, YAOCHENG SHI, DAOXIN DAI, SAILING HE. Accurate and efficient simulation for silicon-nanowire-based multimode interference couplers with a 3D finite-element modepropagation analysis / / J. Opt. Soc. Amer. B. 2010. Vol. 27, No. 9. P. 1813-1818. 11. ODAJIMA W., TAWA F., SHIN-YA HASEGAWA. Optical and thermal simulator for laser-assisted magnetic recording / / Optical Rev. 2007. Vol. 14, No. 4. P. 180-185. 12. MADSEN N. K., ZIOLKOWSKI R. W. Numerical solution of Maxwell`s equations in the time domain using irregular nonorthogonal grids / / Wave Motion. 1988. Vol. 10. P. 583-596. 13. TAFLOVE A., HAGNESS S. C. Computational Electrodynamics: The Finite-difference Timedomain Method. 3rd edit. Artech House, Norwood, MA, 2005. 1038 p. 14. ПРОКОПЬЕВА Л. Ю., ФЕДОРУК М. П., ЛЕБЕДЕВ А. С. Параллельный алгоритм метода конечных объёмов для решения трёхмерных уравнений Максвелла в нанокомпозитных средах / / Вычисл. методы и программирование. 2009. Т. 10, № 1. С. 32-37. 15. POPOV K. I., MCELCHERAN C., BRIGGS K. ET AL. Morfology of femtosecond laser modification of bulk dielectrics / / Opt. Express. 2010. Vol. 19. P. 271-282. 16. ФЕДОРУК М. П., БЕРЕЗИН Ю. А. Моделирование нестационарных плазменных процессов. Новосибирск: Наука, 1993. 356 с.