Изучение внутрирезонаторной динамики фемтосекундных лазерных импульсов в режиме пассивной синхронизации мод при многомодовой накачке

Суть проблемы заключается в следующем. В настоящее время практически единственной лазерной средой в которой возможна генерация лазерных импульсов длительностью менее 10 фемтосекунд является легированный титаном сапфир. Лазеры на этой среде генерируют фемтосекундные импульсы в режиме пассивной синхронизация мод на Керровской нелинейности. Считается, что такой режим синхронизации мод требует жесткой фокусировки пучка накачки в активную среду, что затрудняет использование многомодовой лазерной накачки (когда фокусируемость лазерного пучка гораздо хуже чем дифракционный предел).

С другой стороны, недавно полученные экспериментальные результаты указывают на ошибочность такого представления. В частности, получен стабильный режим синхронизация мод на Керровской нелинейности при накачке многомодовыми лазерными диодами. Этот экспериментальный результат требует дополнительного теоретического изучения. Предлагаемый проект на лето - создать численную модель и провести моделирование динамики формирования фемтосекундного импульса, а также расчет соответствующей моды лазерного резонатора в условиях многомодовой накачки. Помимо учета пространственных свойств многомодовой накачки, модель должна включать в себя учет влияния на импульс оптической дисперсии и Керровской нелинейности.

Для моделирования предлагается использовать пакет для численных вычислений "MATLAB". Результаты численного моделирования будет необходимо сравнить с экспериментальными данными. При желании, возможно участие в экспериментальных измерениях на имеющейся установке. Результаты моделирования помимо научной значимости и возможности подготовки научной публикации имеют важное практическое значение для создания компактных твердотельных фемтосекундных лазеров с прямой диодной накачкой.