ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по теме: Нелинейные волновые процессы (промежуточный, Этап 2)

Развитие рынка телекоммуникаций требует разработку новых устройств обработки и передачи данных, а также создание систем неразрушающего контроля, которые также востребованы в медицине. Одним из направле- ний решения данной проблемы является развитие методик использующих нелинейные оптические и акустические волны. Работа ведется по несколь- ким параллельным направлениям. Такие направления можно сгруппиро- вать в такие ветви: нелинейно оптические волновые процессы и практиче- ские приложения методов нелинейной акустики. В последнее время ведут- ся исследования в области формирования особых оптических солитонов - световых пуль. Световые пули – это локализованные световые волны, кото- рые остаются ограниченными в пространственных направлениях, попереч- ных к направлению распространения, а также во времени. В качестве воз- можных практических приложений световых пуль следует упомянуть сверх- быстрые полностью оптические системы обработки данных, высокоточную интерферометрию, системы передачи информации, управление движением нано-частиц. Теория двухцветных световых пуль достаточно хорошо разра- ботана для квазимонохроматических волн, распространяющихся в средах с квадратичной нелинейностью. Однако, в некоторых физических ситуаци- ях, например, при высокой интенсивности падающего излучения или при ультракороткой длительности взаимодействующих импульсов существен- ную роль начинают играть эффекты высших порядков. В связи с этим на- ши исследования параметрических световых пуль в отчетном периоде были сфокусированы на учете влияния таких факторов как кубическая нелиней- ность в нецентросимметричных средах, дисперсия третьего порядка, дис- персия нелинейности и т.п. Брэгговские структуры с дополнительным кон- туром усиления и поглощения актуальны для исследования, так как наблю- дающаяся в них асимметрия прохождения излучения представляет несо- мненный практический интерес. Нелинейная параметрическая связь, ха- рактерная для квадратичной нелинейности, существенно усложняет ана- лиз происходящих в таких структурах процессов. Неконсервативность си- стемы приводит к особенностям как солитонных, так и несолитонных ре- жимов распространения волн. Наряду с чисто оптическими световыми пу- ля разрабатывается теория оптико-терагеровых пучков. Выполнено числен- ное исследование генерации импульсов терагерцового диапазона в процес- се оптического выпрямления. Для моделирования мы используем обобщен- ную систему ЯО с учетом бездисперсионной кубической нелинейности. Эта система позволяет рассматривать оптические импульсы длительностью в несколько колебаний. В случае нормальной ДГС второго порядка при от- сутствии керровской нелинейности было продемонстрировано образование солитона оптико-терагерцового диапазона при уменьшении длительности входного оптического импульса. Наиболее яркое распространение устой- чивого связанного солитона показано для числа осцилляций N = 3. Данный режим распространения сопровождается характерным красным смещени- ем широкополосного спектра оптического импульса. При этом генериру- ется также несолитонная часть терагерцовой составляющей, связанная с терагерцовой дисперсией третьего порядка. Учет керровской нелинейно- сти приводит к изменению динамики обеих компонент.