Научная тема: «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ НАНО- И ФЕМТОСЕКУНДНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ С МИКРО- И НАНОДИСПЕРСНЫМИ СРЕДАМИ»
Специальность: 01.04.05; 01.04.21
Год: 2013
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. В облаке жидкокапельного аэрозоля с красителем происходит усиление излучения комбинационного рассеяния света в веществе аэрозольных частиц за счет вынужденного испускания молекул красителя в сферической частице-резонаторе. Наличие в облаке полидисперсного аэрозоля сферических частиц, для которых выполняются условия входного или выходного резонансов, понижает пороги вынужденного излучения.
  2. Лазерная генерация в зоне шепчущей галереи миллиметровых капель растворов красителя и вынужденная флуоресценция в ее объеме при двухфотонном возбуждении фемтосекундными импульсами происходит при пороговых значениях энергии, приблизительно на два порядка меньших, чем при двухфотонном возбуждении наносекундными импульсами той же энергии.
  3. При воздействии лазерных импульсов фемтосекундной длительности на капли воды, этанола, дибутилфталата, содержащие двухфотонно поглощающие флуоресцирующие молекулы, порог оптического пробоя в каплях возрастает с увеличением концентрации молекул флуорофора.
  4. Поглощение лазерного излучения фемтосекундной длительности в аэрозоле воды и этилового спирта приблизительно на два порядка больше, чем наносекундных импульсов, что связано с формированием в них очагов пробоя за счет многофотонной ионизации вещества частиц при фемтосекундном воздействии.
  5. В основе механизма значительного (на порядок величины) уменьшения энергетических порогов суперфлуоресценции в растворах красителя с агрегатами металлических наночастиц (алюминия, серебра, цинка), происходящей в режиме однократного рассеяния и вне спектральной области плазмонного поглощения наночастиц, лежит эффект возникновения вблизи поверхности агрегатов наночастиц локальных оптических полей повышенной интенсивности.
  6. В миллиметровых каплях растворов красителя с наночастицами серебра развитие лазерной генерации на модах шепчущей галереи при двухфотонном возбуждении происходит при пороговых энергиях на порядок меньших, чем в каплях с чистым красителем. Физический механизм понижения порога лазерной генерации связан с реализацией режима "random laser" в высокодобротном сферическом резонаторе.
Список опубликованных работ
1 Донченко В.А., Землянов А.А., Землянов Ал.А, Серых А.П. Статические признаки эффекта вынужденной флуоресценции системы полидисперсных микронных капель с лазерным красителем // Оптика атмосферы и океана. – 1997 – Т. 10, №3. – С. 294-300

2 Донченко В.А., Землянов А.А., Землянов Ал.А, Серых А.П. Усиление излучения ВКР в системе полидисперсных капель с лазерным красителем в условиях вынужденной флуоресценции // Оптика атмосферы и океана. – 1997. – Т. 10, №7. – С. 794-799

3 Донченко В.А., Землянов А.А., Землянов Ал.А, Копылова Т.Н., Кибиткин П.П. Спектры флуоресценции в жидких частицах с красителем при интенсивной лазерной накачке // Оптика атмосферы и океана. – 1998. – Т. 12, №1. – С. 36-38

4 Donchenko V.A., Zemlyanov A.A., Zemlyanov Al.A., Kibitkin P.P. Spectral and temporal characteristics of fluorescence of drops comprising by the IR laser radiation // Infrared Physics and Technology. – 2000. – V. 41, № 2. – P. 133-136

5 Данилов А.В., Донченко В.А., Землянов А.А., Землянов Ал.А. Двухфотонно возбужденная люминесценция в каплях органических красителей // Оптика атмосферы и океана. – 2002. – Т.15, №3. – С.254 – 257

6 Донченко В.А., Землянов Ал.А., Копылова Т.Н, Самсонова Л.Г. К вопросу о возможности дистанционного обнаружения гептила в атмосфере // Известия вузов. Физика. – 2002. – №3. – С.10 -14

7 Донченко В.А., Землянов Ал.А. Эффекты вынужденного излучения в аэрозолях и каплях с красителем // Известия вузов.Физика. – 2003. – Т.46, №9. – С.14-22

8 Донченко В.А., Землянов Ал.А., Кузнецова С.И. Исследование энергетических и спектральных характеристик генерации красителя в жидко-капельной форме в присутствии наночастиц // Известия вузов. Физика. – 2003. – Т.46, №9. – С.78-80

9 Бочкарев Н.Н.,.Землянов А.А, Землянов Ал.А., Кабанов А.М., Карташев Д.В., Кирсанов А.В., Матвиенко Г.Г., Степанов А.Н. Экспериментальные исследования взаимодействия фемтосекундных лазерных импульсов с аэрозолем // Оптика атмосферы и океана. – 2004. – Т.17, №12. – С.971-975

10 Бочкарев Н.Н., Донченко В.А., Землянов А.А, Землянов Ал.А., Кабанов А.М., Карташев Д.В., Кибиткин П.П., Кирсанов А.В., Матвиенко Г.Г., Степанов А.Н. Флуоресценция красителя в жидкокапельной форме при возбуждении фемтосекундными лазерными импульсами // Известия вузов. Физика. – 2005. – Т.18, №4. – С.15-19

11 Бочкарев Н.Н., Землянов Ал.А., Кабанов А.М., Кистенев Ю.В., Погодаев В.А., Пономарев Ю.Н., Романовский О.А., Степанов А.Н., Тихомиров Б.А. Взаимодействие фемтосекундных лазерных импульсов с биологическим веществом // Изд-во ТПУ, Томск. – 2007. – 121 с.

12 Агеев Б.Г., Бочкарев Н.Н., Землянов Ал.А., Ю.В. Кистенев Ю.В., Матвиенко Г.Г., Никифорова О.Ю., Капилевич В.Л., Погодаев В.А., Пономарев Ю.Н., Тихомиров Б.А. Применение методов лазерной спектроскопии и нелинейного анализа для исследования медико-биологических объектов // Изд-во ТПУ, Томск. – 2007. – 215 с.

13 Донченко В.А., Землянов Ал.А., Красилов М.Н., Панамарев Н.С. Угловое распределение энергии суперфлуоресценции в каплях при двухфотонном поглощении нано- и фемтосекундных лазерных импульсов // Известия вузов. Физика. – 2008. – № 1. – С. 3-5

14 Донченко В.А., Землянов Ал.А., Панамарев Н.С., Юзефович А.В. О возможном механизме уменьшения порогов индуцированного излучения в лазерных красителях с наночастицами // Известия вузов.Физика. – 2008. – №9/3. – С. 169-171

15 Булыгин А.Д., Быкова Е.Е., Землянов А.А., Землянов Ал.А. Особенности флуоресценции органических молекул из капли под действием фемтосекундного лазерного импульса при двухфотонном поглощении // Известия вузов. Физика. – 2009. – Т.52, № 8. – С.84-91

16 Апексимов Д.В., Букин О.А., Быкова Е.Е., Гейнц Ю.Э., Голик С.С., Землянов А.А., Землянов Ал.А., Ильин А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г., Ошлаков В.К., Соколова Е.Б. Взаимодействие гигаваттных лазерных импульсов с жидкими средами. Часть 1. Взрывное вскипание крупных изолированных водных капель // Оптика атмосферы и океана. – 2010. – Т.23, №7. – С.536-542

17 В.А.Донченко, Землянов Ал.А., Панамарев Н.С., Харенков В.А. Трансформация оптических свойств канала маломощного лазерного пучка в средах с наночастицами // Известия вузов. Физика. – 2010. – № 9/3. – С.175 -176

18 Гейнц Ю.Э., Донченко В.А., Землянов Ал.А., Панамарев Н.С. Временная динамика пространственной структуры интенсивности дальнего поля лазерного пучка, прошедшего тонкий слой наноколлоиднои среды // Оптика атмосферы и океана». – 2011 – Т.24, №3 – С.190-198

19 Geints Y.E., Zemlyanov Al. A., Panamarev N.S. Transient behavior of far-field diffraction patterns of a Gaussian laser beam due to the thermo-optical effect in metal nanocolloids // J. Opt. – 2011. – V.13. – P.1-9

20 Донченко В.А., Землянов Ал.А., Панамарев Н.С., Харенков В.А. Влияние рассеяния на развитие суперлюминесценции в композитах «раствор красителя-наночастицы» // Известия вузов. Физика. – 2011. –Т.54, №4. – С.88-94.

21 Апексимов Д.В., Букин О.А., Быкова Е.Е., Гейнц Ю.Э., Голик С.С., Землянов А.А., Землянов Ал.А., Ильин А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г., Ошлаков В.К., Соколова Е.Б., Хабибуллин Р.Р. Взаимодействие гигаваттных лазерных импульсов с водными каплями // Прикладная физика. – 2011. – № 6. – С 13-21.

22 Булыгин А.Д., Землянов А.А., Землянов Ал.А. Теоретическое описание спектра излучения из капли раствора родамина 6Ж в этаноле при фемтосекундном лазерном воздействии // Оптика атмосферы и океана». – 2011 – Т.24, №11 – С.954-959

23 Харенков В.А., Донченко В.А., Землянов Ал.А., Панамарев Н.С. Инерционность светового лимитера на базе наночастиц // Изв. вузов Физика. – 2012. –№ 8/2. – С. 227-229.

24 Харенков В.А., Донченко В.А., Землянов Ал.А. Влияние агломерации наночастиц на эффективность лазерной генерации // Изв. Вузов Физика. – 2012. – № 8/2. – С. 244-246.

25 Донченко В.А., Землянов Ал.А., Панамарев Н.С. Дисперсионные характеристики отражательной способности композитных пленок с наночастицами из Ag, Ni, Al, Cu на металлической подложке // Изв. Вузов Физика. – 2012. – № 8/2. – С. 236-237.

26 Донченко В.А., Землянов Ал.А., Кривошеев Н.С., Харенков В.А. Влияние локальных полей вблизи агломерированных наночастиц на эффективность суперлюминесценции в растворах органического красителя // Оптика атмосферы и океана». – 2012 – Т.25, №11 – С.999-1002.