Взаимодействие встречных световых волн из малого числа колебаний в нелинейных диэлектрических средах

• Автор: Буяновская, Елизавета Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 104 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. Методы анализа взаимодействия встречных световых волн в нелинейных оптических средах (обзор)
1.1. Методы анализа взаимодействия встречных
квазимонохроматических световых волн
1.2. Полевые и спектральные методы анализа взаимодействия встречных сверхкоротких световых волн
ГЛАВА 2. Уравнения динамики поля встречных световых волн из малого числа колебаний при их взаимодействии в нелинейной диэлектрической среде и их аналитические решения
2.1. Вывод уравнений динамики поля встречных световых волн из малого числа колебаний
2.2. Предельный переход от выведенных уравнений динамики поля волн из малого числа колебаний к уравнениям динамики огибающих квазимонохроматических волн
2.3. Аналитические решения уравнений динамики поля встречных световых волн из малого числа колебаний
ГЛАВА 3. Закономерности взаимодействия встречных световых волн из малого числа колебаний в нелинейных диэлектрических средах
3.1. Закономерности эволюции полей встречных световых волн из малого числа колебаний в средах с размерами большими области их взаимодействия
3.2. Закономерности генерации волн из малого числа колебаний на утроенных частотах в средах с размерами меньшими области взаимодействия встречных волн

3.3. Закономерности генерации волн из малого числа колебаний на комбинационных частотах в средах с размерами меньшими области
взаимодействия встречных волн
Г ЛАВА 4. Отражение световых волн из малого числа колебаний от металлического зеркала с нелинейным диэлектрическим слоем
4.1. Вывод выражения для отражения световых волн из малого числа колебаний от металлического зеркала с нелинейным диэлектрическим слоем
4.2. Закономерности взаимодействия световых волн из малого числа колебаний в слое диэлектрика на металлическом зеркале
Заключение
Основные работы, опубликованные по теме диссертации
Благодарности
Список использованных источников
Приложение

Введение
Нелинейная оптика волн, которые состоят лишь из нескольких
колебаний электромагнитного поля - это сегодня передовые рубежи
исследований оптики и лазерной физики сверхкоротких интенсивных
световых импульсов. Заметим, что световые импульсы из малого числа
колебаний сегодня получают как для дальнего ИК диапазона, где их

длительность составляет единицы пикосекунд (1 пс = 10' с), так и в
ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах спектра, где их длительности находятся в аттосекундном временном диапазоне (1 ас = 10'18 с) [1]. Нелинейная оптика таких волн имеет существенно отличительные черты. Это связано, в первую очередь, с неразрушением оптических сред (по крайней мере, за длительность импульса) даже при весьма высоких интенсивностях излучения [2]. Достижение высоких интенсивностей световых волн в среде без оптического пробоя вещества приводит к возможности наблюдать ярко выраженными эффекты, которые для длинных импульсов являются слабыми, а иногда и к качественному изменению самого облика известных нелинейно-оптических явлений.
Для предельно коротких по числу колебаний волн теряет свой физический смысл понятие огибающей светового импульса. Поэтому основная проблема теоретического изучения явлений нелинейной оптики волн из малого числа колебаний состоит в необходимости разработки новых, не связанных с рассмотрением эволюции привычной огибающей, подходов к анализу динамики поля и спектров излучения [3-5]. Динамические модели, применяемые для описания пространственно-временной эволюции импульсов из малого числа колебаний, можно условно разделить на три класса: 1) квантовые модели [6-8], 2) различные модификации известного метода медленно меняющейся огибающей (ММО) и нелинейного уравнения Шредингера [9, 10], 3) новые модели, не

квазимонохроматического импульса традиционно описывается нелинейным уравнением Шредингера. Показано, что эффект полного отражения пробного оптического импульса от предельно короткого в квадратичной среде наблюдается при ккт < 0 т.е. когда его спектр лежит в области отрицательной групповой дисперсии (спектр предельно короткого импульса лежит ниже линии резонансного поглощения, соответствующей спектру оптических фононов (терагерцовые частоты)). В случае же кубично нелинейной среды спектр импульса должен лежать в области положительной групповой дисперсии (спектр ПКИ лежит выше линии резонансного поглощения), что соотносится также с выводами полученными в работе в [63].
Выводы по главе:
Для нелинейной оптики импульсов из малого числа колебаний важен и актуален вопрос выбора теоретических подходов, на основе которых строятся модели распространения электромагнитного излучения. Как видно из представленного обзора, существует большое разнообразие работ, посвященных описанию распространения электромагнитного излучения в прямом и обратном направлениях в рамках полевого и связанного с ним спектрального подходов, из которого можно условно выделить три метода построения системы связанных волновых уравнений первого порядка:
- формирование направленных переменных путем объединения суммы и разности электрического и магнитного полей Е и Н [49, 51, 52] или применения преобразования Фурье к суммарному полю излучения [63]. Уравнения Максвелла, записанные для таких переменных, описывают взаимодействие прямой и обратной волн в среде с произвольными электрическими и магнитными свойствами;