Cone emission induced by femtosecond laser excitation

Kada se jaka laserska svjetlost, valne duljine bliske atomskoj rezonanciji, širi kroz paru, uz laserski snop opaža se i emisija konusa svjetlosti. Ovaj efekt prvi je put zapažen u kalijevoj pari i od tada je bio predmet detaljnih eksperimentalnih i teorijskih razmatranja. Konusna emisija zabilježena je pri kontinuiranoj (cw) i pulsnoj nanosekundnoj (ns) laserskoj svjetlosti u parama natrija, kalija, barija, cezija, kalcija i stroncija, te pri pulsnoj pikosekundnoj (ps) i femtosekundnoj (fs) laserskoj svjetlosti u staklima. U našoj grupi prvi je put eksperimentalno zabilježena konusna emisija u gustim alkalijskim parama inducirana femtosekundnim laserom.

Fotografija konusne emisije

Uz samu konusnu emisiju vezane su i pojave spektralnog širenja i frekvencijskog pomaka emitirane svjetlosti, kao i ovisnost konusnog kuta o frekvenciji lasera i optičkim karakteristikama pare. Pojava konusne emisije objašnjava se procesom samo-fokusiranja (self-focusing) laserskog snopa i temelji se na nelinearnoj interakciji snažnog snopa ultrakratkih laserskih pulseva sa optičkim medijem. Kao nelinearan proces, pojava konusne emisije povezana je i sa drugim nelinearnim procesima koji se javljaju pri propagaciji snažnih ultrakratkih laserskih pulseva, kao što su vlastita modulacija faze (self-phase modulation), generacija superkontinuuma (supercontinuum generation), raspadanje pulseva (pulse breakup), self-steepening...

Fotografija bijele svjetlosti generirane femtosekundnim laserom
(supercontinuum generation)