Ultrashort laser pulse filamentation with Airy and Bessel beams

Couairon, Arnaud; Lotti, Antonio; Παναγιωτόπουλος, Πάρις; Abdollahpour, Daryoush; Faccio, Daniele; Papazoglou, Dimitrios G.; Tzortzakis, S.; Courvoisier, François; Dudley, John M.

doi:10.1117/12.2014198

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“…The numerical simulations and experiments in [11] suggest that a linear Airy beam introduced in a nonlinear medium with NLLs transforms into a stationary NAB because the loss of contrast and compression characteristic of NABs were indeed observed. Also, more detailed numerical simulations in [21] evidence the trend of the input linear Airy beam towards a stationary NAB. In case that a stationary NAB is (or tends to be) formed, a relevant question is which particular one, among all supported by the medium, is selected as the final stationary state for a given input Airy beam, so that its intensity can be predicted in practice.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 86%

“…Numerical simulations with apodized Airy beams in [21] indicate that a stationary state may not be reached because of an instability of the final NAB, this instability being observed as "tangential" emissions during propagation. These emissions are incipiently seen in Fig.…”

Section: Dynamics Of Ideal Airy Beams In the Nonlinear Mediummentioning

confidence: 99%

“…With ideal, unapodized Airy beams in media with α > 3, the numerical procedure explained above requires such a long propagation distance, and therefore wide transversal computational box, that it is difficult to draw any conclusion about whether the Airy beam enters into a unstable regime or converges eventually to the NAB. As pointed out in [21], a stability analysis of NABs would help to elucidate this question. In this respect the situation is different with Bessel beams, where unstable nonlinear propagation regimes are clearly identified [21,26].…”

Section: Dynamics Of Ideal Airy Beams In the Nonlinear Mediummentioning

confidence: 99%

“…As pointed out in [21], a stability analysis of NABs would help to elucidate this question. In this respect the situation is different with Bessel beams, where unstable nonlinear propagation regimes are clearly identified [21,26].…”

Section: Dynamics Of Ideal Airy Beams In the Nonlinear Mediummentioning

confidence: 99%

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On the dynamics of Airy beams in nonlinear media with nonlinear losses

Ruiz-Jiménez¹,

Nóbrega²,

Porras³

2015

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Abstract:We investigate on the nonlinear dynamics of Airy beams in a regime where nonlinear losses due to multi-photon absorption are significant. We identify the nonlinear Airy beam (NAB) that preserves the amplitude of the inward Hänkel component as an attractor of the dynamics. This attractor governs also the dynamics of finite-power (apodized) Airy beams, irrespective of the location of the entrance plane in the medium with respect to the Airy waist plane. A soft (linear) input long before the waist, however, strongly speeds up NAB formation and its persistence as a quasi-stationary beam in comparison to an abrupt input at the Airy waist plane, and promotes the formation of a new type of highly dissipative, fully nonlinear Airy beam not described so far.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 86%

Section: Dynamics Of Ideal Airy Beams In the Nonlinear Mediummentioning

confidence: 99%

Section: Dynamics Of Ideal Airy Beams In the Nonlinear Mediummentioning

confidence: 99%

Section: Dynamics Of Ideal Airy Beams In the Nonlinear Mediummentioning

confidence: 99%

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On the dynamics of Airy beams in nonlinear media with nonlinear losses

Ruiz-Jiménez¹,

Nóbrega²,

Porras³

2015

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“…En el caso de haces entrantes apodizados, se han realizado varias simulaciones ) concluyendo que el NAB final podría no ser alcanzado por problemas de inestabilidad. Quedaría por tanto realizar un análisis de estabilidad de los NABs para concretar este punto, a diferencia del caso de los haces de Bessel, cuyos regímenes de propagación, como veremos, ya han sido identificados (Polesana et al 2008;Couairon et al 2013; Porras, Ruiz-Jiménez, y Losada 2015).…”

Section: ã|unclassified

Dinámica no lineal de haces ópticos de Airy y de Bessel en medios Kerr con absorción no lineal

Jiménez¹

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v vi AgradecimientosTambién recuerdo ahora a los compañeros de carrera, en especial a Jose, a Ramón y a Domingo, con quienes he mantenido tantas charlas de Física a lo largo de estos años. Ellos han contribuido de manera importante a forjar mi curiosidad en los temas científi-cos, crucial si uno quiere desarrollar un trabajo de investigación.Y aunque no tengan que ver con el mundo científico propiamente dicho, creo que debo acordarme de todos los amigos que siempre han estado ahí, los del Instituto y los que hice en el mundo de la empresa, en especial a los excompañeros de Infonis, con los que todavía tengo contacto, y los que me acompañaron durante tantas horas dedicadas a "picar" códi-go. Sin duda la experiencia en la empresa privada no fue en vano, y estoy convencido de que conocimientos tan efímeros como los informáticos son sin embargo muyútiles al dejar una base de habilidades y destrezas que nunca se pierde.Porúltimo, agradecer a mi familia el apoyo que me ha dado, especialmente en la adolescencia, cuando un grave problema de salud me obligó a dejar los estudios. Ellos siempre me animaron a remontar. Mi padre, si todavía estuviera conmigo, estoy seguro de que se habría alegrado mucho de mi decisión, y mi madre, que se me fue el año pasado, estaría orgullosa de verme, si consigo doctorarme después de tantos años. Y Ana, con la que tengo la suerte de compartir mi vida, espero que se pueda sentir contenta por mi y perdone todas las horas que le ha robado este trabajo.A todos ellos, gracias. ResumenA lo largo de esta tesis se estudia la propagación no lineal de haces de luz de tipo Airy y Bessel en medios no lineales en un régimen de altas intensidades en donde no sólo son importantes los efectos debidos a la difracción y a la no linealidad Kerr, que da lugar a la autofocalización, sino que también son importantes los efectos de absorción no lineal del material.Se trata del estudio de un sistema complejo, no aislado, altamente no lineal y disipativo, que encuentra su aplicación más importante en el fenómeno conocido como filamentación, de creciente interés debido a los avances recientes que se han conseguido en este campo utilizando haces de Airy y de Bessel para provocar la ionización del medio, siendo las dos no linealidades estudiadas, efecto Kerr y absorción debida a la ionización multifotón, las que determinan sustancialmente la propagación de los haces y el canal de plasma que generan.Se ha encontrado que, a estas intensidades, los haces de Airy y de Bessel alcanzan regímenes estacionarios de propagación que actúan como atractores de la dinámica. Estos atractores son, respectivamente, un haz de Airy no lineal y uno de Bessel no lineal. En el caso del haz de Bessel se ha trabajado tanto con el fundamental como con los de orden superior o con vórtice. Estos atractores son los estados estacionarios no lineales de la ecuación de Schrödinger no lineal que rige la propagación. La estacionariedad en la propagación es debida a la cancelación mutua de los efectos de difracción y de autofocalización, y a que la ...

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