Распространение и поглощение интенсивного фемтосекундного излучения в алмазе

С помощью фемтосекундной интерферометрии экспериментально исследовано фотовозбуждение электронной подсистемы алмаза при его облучении фемтосекундными импульсами интенсивностью 10¹¹ – 10¹⁴ Вт/см². Получены зависимости концентрации носителей заряда от интенсивности для трех гармоник Ti : сапфирового лазера (800, 400 и 266 нм). Обнаружено, что в большом диапазоне плотностей лазерной энергии (вплоть до приводящих к инициации поверхностной и объемной графитизации) поглощение носит выраженный многофотонный характер. Получены оценки для коэффициентов нелинейного поглощения импульсного излучения с λ = для 800 нм (четырехфотонный переход), а также 400 и 266 нм (непрямой и прямой двухфотонные переходы). Также показано, что если импульс проходит хоть сколь-нибудь существенный путь в образце (десятки и более микрон), имеет место сильная нелинейная трансформация лазерного пучка, приводящая к передаче энергии света в решетку, что важно с точки зрения разработки технологии фотоструктурирования кристалла алмаза ультракороткими импульсами. В качестве основного механизма, определяющего характер распространения интенсивного лазерного импульса в кристалле, рассмотрена конкуренция самофокусировки волнового пакета и плазменной дефокусировки излучения.