Изучение процесса самофокусировка

Глава 1.2 Самоканализацией пучка
В зависимости от соотношения углов и возможны следующие физические ситуации:

• 
  если , пучок расплывается, однако медленнее, чем в линейной среде;
  
• 
  если , дифракционное расплывание полностью компенсируется нелинейной
  

рефракцией. Формируется своеобразный диэлектрический волновод, по которому
пучок распространяется без расходимости. Этот режим называется
самоканализацией пучка. Критическая мощность излучения, при которой возникает
этот эффект, может быть оценена как . Явление
самоканализации во многом аналогично так называемому солитонному режиму Рисунок 1. К выводу условия самофокусировки
распространения света, при котором дисперсионное расплывание волнового
пакета (импульса, то есть ограниченного во времени пучка) точно
уравновешивается нелинейным сжатием за счёт фазовой самомодуляции. Для
наиболее распространённых в практических приложениях гауссовых пучков
говорят о квазисолитонном режиме и солитоноподобных пучках в нелинейной
среде. Следует отметить, что, в отличие от случая самоканализации, солитон
представляет собой устойчивое образование.

• 
  если лучи отклоняются к оси пучка — происходит
  

самофокусировка. Нелинейная среда действует подобно собирающей линзе,
фокусное расстояние которой можно оценить, если ввести так называемую
дифракционную длину Тогда
условие эквивалентно , где называется
нелинейной длиной, или длиной самофокусировки. В случае большой мощности ( ) поведение пучка может быть описано в приближении геометрической
оптики, а фокусное расстояние составляет .
В случае (уменьшение показателя преломления в поле пучка) имеет место самодефокусировка света.
Для воздуха (газов) критическая мощность обычно составляет единицы гигаватт, для
твердотельных сред - единицы мегаватт.