Защита в ИПФ: Ильяс Хайрулин

Продолжаем рассказывать про сотрудников ИПФ РАН, защитивших свои диссертации в стенах института. И на очереди у нас — Ильяс Хайрулин, младший научный сотрудник отдела имульсных лазеров с высокой средней мощностью.

Он защитил свою диссертацию 11 декабря 2023 года

Тема: Когерентные и поляризационные эффекты при формировании и усилении аттосекундных импульсов в модулированной активной среде плазменного рентгеновского лазера

Специальность: лазерная физика

— Почему вы выбрали эту тему?

— На третьем курсе университета мне предложили принять участие в научных работах в Институт прикладной физики РАН, где я в рамках курсовой, а затем и бакалаврской работы занимался задачами взаимодействия мёссбауэровских гамма-фотонов с нестационарной резонансной средой. После защиты бакалаврской дипломной работы мне предложили присоединиться к решению задач по резонансному взаимодействию вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) / мягкого рентгеновского излучения с нестационарной активной средой плазменного рентгеновского лазера. Это направление оказалось очень богатым на интересные результаты, часть которых вошли в мою диссертационную работу.

— Как проходили ваши исследования? Какие методы вы использовали?

— Данная работа является теоретической. Тем не менее, в процессе её выполнения мы с моими коллегами плотно сотрудничали с экспериментальной группой проф. Хорхе Рокка, Университет штата Колорадо, Форт Коллинз, США. Они предоставляли нам информацию об энергетической структуре резонансных ионов различных активных плазменных сред, которая в дальнейшем использовалась в теоретических расчётах. Сами расчёты проводились с использованием хорошо известных методов численного моделирования. Кроме того, для более глубокого понимания основных закономерностей резонансного взаимодействия ВУФ/рентгеновского излучения с модулированной активной плазмой мы построили довольно наглядная аналитическая модель.

— К какому результату вы пришли?

— В диссертации мы рассмотрели два типа плазменных рентгеновских лазеров — рекомбинационный плазменный рентгеновский лазер, на примере плазмы водородоподобных ионов лития, и столкновительный плазменный рентгеновский лазер, на примере плазмы неоноподобных ионов титана.

Для активной плазмы водородоподобных ионов лития, частоты резонансных переходов в которой модулируются интенсивным лазерным полем, мы показали возможность формирования последовательности интенсивных аттосекундных импульсов из пикосекундного импульса резонансного поля, характерного для излучения плазменного рентгеновского лазера. Кроме того, для этой же среды был предсказан эффект взаимного усиления высоких гармоник, который позволяет в несколько раз увеличить эффективность усиления аттосекундных импульсов.

Для оптически модулированной активной плазмы неоноподобных ионов титана была показана возможность усиления совокупности эллиптически или циркулярно поляризованных высоких гармоник, образующих последовательность аттосекундных импульсов, как с сохранением их поляризации, так и с увеличением эллиптичности импульсов. Кроме того, показана возможность преобразования с одновременным усилением линейно поляризованного резонансного излучения одной или нескольких высоких гармоник, образующих последовательность аттосекундных импульсов, в излучение с циркулярной поляризацией. Это является особенно актуальным, так как эффективность генерации циркулярно поляризованных высоких гармоник обычно является чрезвычайно низкой, что существенно ограничивает их использование при изучении сверхбыстрых процессов в средах, обладающих свойством кругового дихроизма (магнитные материалы, хиральные молекулы).

— Какие у вас есть дальнейшие планы на свои исследования? Какой темой планируете заниматься?

— По теме диссертационной работы ещё остался ряд нерешённых задач, которые мы с коллегами планируем решить в ближайшие годы. Кроме того, ещё во время учёбы в аспирантуре ИПФ РАН я также включился в работы, ведущиеся в институте по такому перспективному направлению, как аттосекундная физика. Недавно мы начали заниматься исследованиями многофотонных резонансных процессов в атомах благородных газов, которые имеют перспективу экспериментальной реализации на базе нашего института.