Генерация спин-волновых многосолитонных комплексов в микроволновых генераторах на основе многофункциональных элементов магноники

В рамках реализации проекта были проведены теоретические и экспериментальные исследования режимов генерации многосолитонных комплексов в активных кольцевых резонаторах микроволнового диапазона, содержащие различные комбинации нелинейных элементов в виде нерегулярных (изогнутых или с нерегулярным поперечным сечением) магнонных волноводов и насыщающихся усилителей/поглотителей. Теоретические модели, учитывающие только четырёхволновые нелинейные спин-волновые взаимодействия, представляют собой либо одиночное комплексное уравнение Гинзбурга-Ландау (КУГЛ), полученное для однородной ферромагнитной среды с периодическими изменяющейся толщиной вдоль направления распространения магнитостатической волной (МСВ) (одномерный магнонный кристалл). Теоретическая модель учитывающая только трехволновые нелинейные спин-волновые взаимодействия, представляет собой модифицированную модель Вышкинд-Рабиновича, разработанную для автоколебательных систем с параметрическим трехволновым взаимодействием и насыщаемым усилением. Установлено, что четырехволновые генераторные модели с насыщаемыми усилителями/поглотителями демонстрируют режимы генерации многосолитонных комплексов или щелевых солитонов в виде светлых диссипативных солитонов огибающей МСВ. Напротив, трехволновая генераторная модель с насыщаемым усилением демонстрирует режимы генерации темных параметрических диссипативных солитонов огибающей на частоте усиливаемой волны (МСВ) и светлых параметрических диссипативных солитонов огибающей на частоте усиливаемой волны (МСВ) и светлых параметрических диссипативных солитонов огибающей на частоте параметрических возбуждаемых СВ. На лабораторном макете кольцевого генератора с нерегулярным Г-образном магнонным волноводом и насыщающимся усилителем были получены гиперхаотические последовательности многосолитонных комплексов, состоящих из темных диссипативных солитонов огибающей МСВ ультракороткой длительности. Такие режимы наблюдались при конвертации дисперсии МСВ от нормальной к аномальной и наоборот, а также при сосуществовании трех- и четырехволновых нелинейных спин-волновых взаимодействий. Хаотические во времени и квазипериодические в пространстве паттерны МСВ и СВ формировались в кольцевом генераторе с нерегулярным магнонным волноводом у которого формировались в кольцевом генераторе с нерегулярным магнонным волноводом, у которого одно из поперечных сечений изменялось вдоль направления распространения МСВ по закону Фибоначчи. Хаотическая и геперхаотическая природа генерируемых структур определялась на основе оценки одного и двух старших показателей Ляпунова, проведенной по экспериментальным временным рядам с помощью модифицированного метода Вольфа и метода Розенштейна. В проекте также было проведено компьютерное моделирование амплитудно-частотных характеристик изогнутых магнонных волноводов с помощью программы HFSS.