Павлова С. В. Дослідження філаментації та супутніх нелінійно-оптичних явищ у напівпровідникових матеріалах телекомунікаційного діапазону довжин хвиль.

Дисертаційна робота присвячена вивченню оптичних нелінійних процесів та особливостей взаємодії фемтосекундного випромінювання з довжиною хвилі 1.55 мкм у напівпровідникових матеріалах (c-Si, ІnР, As2S3) та з довжиною хвилі 800 нм у 65GeS2-25Ga2S3-10CsCl склі. У процесі виконання дисертаційної роботи було розроблено та створено потужний волоконний лазер, що працює на довжині хвилі 1.55 мкм. Отримано максимальне, для даного типу волоконних лазерів, значення енергії імпульсу (2 мкДж) при тривалості імпульсу 410 фс. Із використанням лазера проведено дослідження нелінійних нестаціонарних оптичних явищ та задач мікрообробки матеріалів. Виявлено особливості спектрів випромінювання при взаємодії лазерних імпульсів з центральною довжиною хвилі 1550 нм з матеріалами (с-Si, As2S3, InP) та зафіксовано: асиметричне розширення спектра вихідного імпульсу з 25 нм до 100 нм зі зміщенням у короткохвильову область у c-Si, симетричне розширення спектру у халькогенідному склі з 25 нм до 300 нм та незначні зміни в спектрі InP (розширення ~7 нм), генерацію третьої гармоніки у кремнії та As2S3. Досліджено залежність кутового розподілу випромінювання з довжиною хвилі 1.55 мкм та його третьої гармоніки у c-Si. Застосовуючи методи часороздільної мікроскопії, вивчено просторово-часову динаміку фс-імпульсу в c-Si при λ=1550 нм. Зокрема зареєстровано збільшення тривалості фс лазерних імпульсів та запропоновані фізичні механізми їх формування, а саме: процесами двофотонного поглинання, керрівським самофокусуванням, рефракцією та поглинанням твердотільною плазмою. Всі ці процеси є причиною складного перетворення імпульсу. Зареєстровано просторову трансформацію фс випромінювання з довжиною хвилі 1.55 мкм у c-Si та явище філаментації і мультифіламентації в As2S3. Продемонстровано модифікації у кремнії, формування хвилеводних структур у стеклах As2S3 та 65GeS2-25Ga2S3-10CsCl, приповерхневі модифікації в InP. Виявлено, що основним обмежуючим фактором, що ускладнює процеси модифікації у c-Si та InP, є високий коефіцієнт двофотонного поглинання.