Нелинейная динамика электромагнитных и акустических модулированных волн в неоднородных волноводных структурах

• Автор: Бисярин, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 313 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1 Короткие электромагнитные импульсы конечной
амплитуды в двумерных волноводных структурах
§1 Сосредоточенные электромагнитные волновые процессы в планарных структурах
§2 Модельное уравнение динамики слабо нелинейных коротких импульсов в планарных структурах
§3 Постановка модельной задачи о распространении слабо нелинейных коротких импульсов в планарных структурах и анзатц для ее решения
§4 Поперечная локализация поля короткого импульса в планарных
структурах
§5 Огибающая короткого импульса в планарных структурах с продольной неоднородностью
§6 Волноводное распространение слабо нелинейных двумерных пучков в неоднородной среде

Глава 2 Слабо нелинейные электромагнитные импульсы в трехмерном градиентном волноводе с продольной неоднородностью
§7 Исследования нелинейного процесса распространения коротких
и сверхкоротких оптических импульсов в световодах
§8 Моделирование распространения коротких импульсов в волноводе с различными масштабами неоднородности в поперечном сечении и вдоль оси
§9 Анзатц для трехмерного нелинейного волнового уравнения в среде с различными масштабами неоднородности
§10 Модовая структура короткого импульса в градиентном волноводе с продольной неоднородностью и пространственной кривизной
§11 Огибающая короткого электромагнитного импульса в градиентном волноводе с продольной неоднородностью и
пространственной кривизной
§12 Слабо нелинейный режим распространения чирпированных импульсов в градиентных волноводах с продольной неоднородностью
§13 Особенности нелинейного режима распространения сильно
чирпированных импульсов в градиентных волноводах с продольной неоднородностью
Глава 3 Локализация и динамика огибающей слабо нелинейного импульса в неоднородной среде
§14 Локальная разрешимость задачи Коши для нелинейного
уравнения Шредингера с переменными коэффициентами
§15 Глобальная разрешимость задачи Коши для нелинейного
уравнения Шредингера с переменными коэффициентами

§16 Разрушение солитонообразного решения задачи Коши для нелинейного уравнения Шредингера с переменными коэффициентами под действием продольной неоднородности среды
§17 Оценка протяженности участка волновода, на котором

сохраняется сосредоточенность импульса
Глава 4 Импульсы термодинамических параметров в неоднородных средах и средах с внутренней структурой
§18 Моделирование акустического импульса конечной амплитуды посредством нелинейного волнового уравнения
§19 Модовый состав короткого акустического импульса в двумерных градиентных волноводных структурах
§20 Огибающая слабо нелинейного акустического импульса в градиентной волноводной структуре со слабой продольной неоднородностью
§21 Распространение термодинамических нелинейных импульсов в среде с релаксацией при длительности импульса соизмеримой с характерным временем релаксации
§22 Распространение термодинамических нелинейных импульсов в среде с релаксацией при длительности импульса много меньшей времени релаксации

годов XX века, тогда же появился и термин "интегральная оптика" [220]. В созданных к этому времени оптических схемах осуществлялась передача пучков лазерного излучения с поперечными размерами около 10 мкм путём изменения показателя преломления плёнки на величину порядка 10'3 — 10’2, и была обеспечена изоляция лазерных контуров от температурных, механических и акустических воздействий. Влияние изгибов пленки на распространение пучка было изучено в работе [214]. В дальнейшем получила развитие теория возбуждения, распространения и связи волн в оптических плёнках и полосках с целью всестороннего анализа планарных направляющих структур, и была разработана достаточно точная и надёжная технология изготовления планарных оптических волноводов и интегральнооптических схем.
В начале восьмидесятых годов XX столетия на стыке классической нелинейной оптики и интегральной оптики возникла нелинейная интегральная оптика [79, 256]. Некоторые нелинейные процессы, как, например, генерация высших гармоник или вынужденное комбинационное рассеяние [109] имеют место и в объемных средах, и в тонких пленках. В то же время, ряд явлений нелинейной интегральной оптики обусловлен наличием границы раздела двух диэлектрических сред и превышением мощностью излучения некоторого характерного порогового значения. Примерами являются нелинейные направленные волны и нелинейные поверхностные поляритоны, они не имеют аналогов ни в нелинейной оптике объёмных сред, ни в "линейной" интегральной оптике. Следует особо отметить важное с точки зрения практической реализации нелинейных поверхностных волн свойство, каким является возможность их возбуждения непосредственно при падении на границу раздела ограниченного светового пучка без применения призм или периодических структур [8].