Выпуск 4, 2015

А.В. Козубов, С.А. Чивилихин

В данной работе описана работоспособность некоторых квантовых оптических схем, которая зависит от их конструкции, как например, зависимость линейного оптического вентиля CNOT от коэффициентов отражения в светоделителях.

А.М. Вьюнышев$^{1,2}$, И.В. Тимофеев$^{1,2}$, Г.И. Поспелов$^2$, Б.А. Наседкин$^2$, Ю.А. Шереметьева$^2$, А.С. Чиркин$^3$

Рассмотрена нелинейная дифракция Раман-Ната в процессе генерации второй гармоники в двумерных нелинейных фотонно-кристаллических структурах. Получено аналитическое выражение для расчета спектрально-угловых характеристик генерируемого излучения. Нелинейная структура оптимизирована методом суперпозиции модуляции нелинейности для достижения эффективной множественной генерации второй гармоники.

А.Н. Бугай$^1$, В.А. Халяпин$^2$

Получена система уравнений, описывающая динамику параметров супергауссового импульса, распространяющегося в изотропном диэлектрике как в области нормальной, так и аномальной дисперсии групповой скорости.

А.О. Семкин$^1$, С.Н. Шарангович$^1$, Е.В. Васильев$^2$, В.В. Шелковников$^2$

В работе приведены результаты экспериментальных исследований дифракционной эффективности и селективных свойств (угловой и поляризационной селективности) голографических неоднородных фотонных структур, сформированных в композиционных фотополимерно-жидкокристаллических материалах, при разных концентрациях компонентов исходной смеси. Оптимизирован компонентный состав предполимерной смеси с точки зрения максимума дифракционной эффективности фотонной структуры. Исследованы зависимости дифракционных и поляризационных характеристик полученных образцов от величины внешнего электрического поля.

А.С. Перин, В.М. Шандаров, В.Ю. Рябчёнок

Экспериментально продемонстрировано формирование двумерных одиночных канальных волноводов и пар таких волноводов в объеме нелегированного ниобата лития. Волноводные структуры с диаметром каналов 23 мкм сформированы светлыми пространственными солитонами, полученными при компенсации дифракционной расходимости световых пучков в кристалле за счет вклада пироэлектрического эффекта в нелинейный отклик. Длина волны света составляла 633 нм, световая мощность изменялась от 1 мкВт до 1 мВт. Полная компенсация дифракционной расходимости достигалась при однородном нагреве кристаллического образца до температуры 35 градусов по Цельсию.

В.В. Близнюк$^1$, Н.В. Березовская$^1$, В.А. Паршин$^1$, И.С. Гадаев$^1$, О.И. Коваль$^1$, А.Г. Ржанов$^2$, Г.А. Соловьёв$^1$

Экспериментально исследуются характеристики лазерных диодов (ЛД) на длину волны 530 нм. Установлено, что контраст мощности излучения ЛД мал (менее 0,85) и очень чувствителен к изменениям гетероструктуры. Контраст и расходимость излучения (около 1$^о$) сопоставляются со спектральными характеристиками ЛД.

В.В. Гридчина, П.В. Короленко, Ю.В. Рыжикова

Рассмотрена возможность идентификации систем нанокластерных образований со звездной геометрией на основе оценки скейлинговых параметров как в картинах дифракции зондирующего излучения, так и в самих анализируемых объектах.

В.Н. Корниенко, В.А.Черепенин

Методами вычислительного эксперимента исследовано влияние величины ведущего магнитного поля на характеристики импульса излучения многоволнового черенковского генератора. Показано, что зависимость максимальной мощности излучения от значения магнитного поля носит резонансный характер.

Д.Н. Вавулин$^1$, А.А. Сухоруков$^2$

Мы исследуем квантовые блуждания и генерацию фотонных пар в закрученных массивах волноводов. Мы показываем, что корреляционные свойства фотонных пар в данном случае можно регулировать, изменяя угол закручивания волноводов и профиль амплитуды накачки на входе в массив.

К.А. Магарян$^1$ , М.А. Михайлов$^1$, К.Р. Каримуллин$^{1,2,3}$, М.В. Князев$^2$, И.Ю. Еремчев$^2$, А.В. Наумов$^{1,2}$, И.А. Васильева$^1$

Исследованы квантовые точки селенида кадмия диаметром 1,8 нм. и 2,3 нм. стеклованные в твердой матрице. Наночастицы выращены в жидкокристаллической мезофазе каприлата кадмия. В процессе синтеза предполагается стабилизация и самоорганизация квантовых точек в матрице. Методом конфокальной люминесцентной микроскопии с высоким разрешением была исследована пространственная однородность синтезированных образцов. Установлена корреляция между размером квантовых точек и равномерностью распределения квантовых точек в объеме матрицы.

М.А. Хохлова$^{1,2}$, В.В. Стрелков$^{2,3}$

Предложена теория, описывающая генерацию гармоник, частота которых совпадает с частотой перехода между автоионизационным и основным состояниями генерирующей системы. Расчет фаз и амплитуд гармоник позволяет исследовать генерацию аттосекундных импульсов, получаемых при резонансной генерации гармоник.

М.Г. Давыдова$^1$, П.В. Короленко$^{1,2}$, С.Б. Рыжиков$^1$ Ю.В. Рыжикова$^1$

На основе численного моделирования исследуется устойчивость фрактальных признаков оптических характеристик апериодических многослойных систем с метаматериалами. Выявлены условия формирования паттерных образований в спектральных характеристиках рассматриваемых систем. Особое внимание уделено оценкам трансформации формы спектров отражения систем различной геометрии с учетом дисперсионных эффектов.

О.С. Кабанова, Ж. Лю, Е.А. Мельникова, И.И. Оленская, А.Л. Толстик

Разработана технология создания ЖК элементов, осуществляющих пространственно-поляризационное управление лазерным излучением. Реализован эффект полного внутреннего отражения излучения от контролируемой рефрактивной границы раздела двух областей с ортогональными ориентациями директора ЖК молекул.

П.В. Бадикова, С.Ю. Глазов

В работе исследован отклик щелевой модификации графена на внешние постоянное и переменное электрические поля без использования низкоэнергетического приближения для энергии носителей заряда, что позволяет изучать эффекты в более широкой области параметров приложенных электрических полей. Электронная система описана с помощью кинетического уравнения Больцмана в приближении постоянного времени релаксации. Изучена зависимость амплитуды высших гармоник от характеристик приложенных полей.

С.Я. Ветров$^{1,2}$, П.С. Панкин$^{1,3}$, И.В. Тимофеев$^{1,4}$

Исследованы спектральные свойства фотонного кристалла, сопряженного с нанокомпозитом, содержащим частицы с диэлектрическим ядром и металлической оболочкой. В спектре наряду с фотонной запрещенной зоной, получена полоса непропускания, связанная с поглощением, а также оптические таммовские состояния.

Т.А. Войтова${^1}, А.В. Юлин^{1}$, А.П. Сухоруков$^2$

Исследуется взаимодействие короткого оптического импульса с решеткой показателя преломления, наведенной в нелинейной среде импульсными квазипериодическими структурами на близких частотах. Представлены результаты численного моделирования отражения, прохождения, мультиплексирования сигнального импульса на несколько суб-импульсов для различных индуцированных решеток.

Т.А. Носаева$^1$, Г.А. Сыродоев$^2$

Рассмотрен эффект увлечения электронов в полупроводниковой сверхрешетке при внутризонном поглощении бигармонической электромагнитной волны в процессе с испусканием (поглощением) фонона. Задача решена во втором порядке теории возмущений. Учитывается многофотонный характер поглощения электромагнитной волны. С ростом поля ток растет, а достигнув максимума уменьшается, осциллируя.

Т.М. Медведева, И.В. Сысоев

В статье рассматривается эффект локального увеличения чувствительности метода нелинейной причинности по Грейнджеру с ростом шума. Метод применяется для связанных эталонных нелинейных систем, как с дискретным, так и с непрерывным временем.

Ю.М. Ишбулатов$^1$, А.С. Караваев$^{1,2}$, В.И. Пономаренко$^{1,2}$, М.Д. Прохоров$^2$, Б.П. Безручко$^{1,2}$

В работе сопоставляются возможности и границы применимости предложенного нами оригинального подхода и пяти известных ранее методов реконструкции при анализе периодических реализаций в присутствии динамических и измерительных шумов.

А.И. Ерохин, В.М. Пикунов

Рассматривается математическая модель для исследования предельного вакуумного тока в пролетном канале микроволнового устройства терагерцового диапазона. Для расчетов используется метод конечных элементов, позволяющий учитывать произвольную геометрию поперечного сечения канала и форму поперечного сечения электронного потока.

В.А. Гусев, А.О. Окунев

Рассмотрено наклонное распространение по отношению к излучающей плоскости акустических пучков большой интенсивности в среде с газовыми пузырьками. Предложена аппроксимация оператора Даламбера, позволяющая вывести эволюционное уравнение, пригодное при любых углах распространения пучка. Сформулировано уравнение типа Хохлова-Заболотской для наклонного распространения пучка в среде с газовыми пузырьками.

Л.И. Гильфанова$^{1}$, С.А. Цысарь$^{1}$, П.В. Юлдашев$^1$, В.Д. Свет$^2$

Целью работы является разработка метода для расчёта структуры волновых полей в условиях неоднородной среды. Созданы образцы фантомов черепных костей и отработаны методики измерений их акустических параметров. Проведены принципиальные измерения профиля реальной кости черепа ультразвуковым методом.

М.Е. Терзи, П.В. Юлдашев, О.А. Сапожников

«Закрученные» волны – это волны, способные передавать вращающий момент небольшому препятствию. В настоящей работе для создания «закрученного» пучка используется специальный фазовый экран, который превращает исходный фазовый фронт в спиралевидный. Проведён эксперимент и моделирование в среде MATLAB.

А.С. Мачихин, В.Э. Пожар, О.В. Польщикова, А.Г. Рамазанова

Рассмотрена проблема получения цифровых голографических изображений оптически прозрачных объектов в произвольных спектральных интервалах. Представлена оптическая схема на основе интерферометра Маха–Цендера с акустооптической спектральной фильтрацией широкополосного излучения.

М.С. Лабутина$^1$, А.И. Малеханов$^{1,2}$, А.В. Смирнов$^{2}$

В данной работе исследован коэффициент усиления вертикальной антенной решетки в случайно-неоднородном подводном звуковом канале. Принимаемый сигнал представлял собой сумму нормальных волн с заданным спектром волновых чисел и случайными амплитудами, при этом радиус их взаимных корреляций зависел от дальности распространения сигнала. Амплитудно-фазовое распределение, задаваемое на антенне, позволяло производить настройку на любую из распространяющихся мод. Кроме того, были использованы различные модели океанических шумов как сплошного, так и дискретного модового спектра. Проанализировано, как влияют на отклик вертикальной антенной решетки следующие параметры задачи: спектр интенсивностей мод сигнала, спектр волновых чисел и масштаб межмодовых корреляций.

Ж.О. Домбровская, А.В. Журавлев, Г.В. Белокопытов, А.Н. Боголюбов

Исследованы поляризуемости субволновых сферических частиц из кварцевого стекла с учетом материальной дисперсии. Показано, что диапазоны отрицательных значений электрической и магнитной поляризуемостей практически совпадают. Это позволяет использовать такие частицы для создания среды с отрицательным показателем преломления.

Ж.О. Домбровская, А.В. Журавлев, Г.В. Белокопытов, А.Н. Боголюбов

В данной работе приводится алгоритм, позволяющий синтезировать метапленки, состоящие из сферических частиц, с заданными спектральными свойствами. Решение строится аналитически, алгоритм легко интегрируется с натурным экспериментом.

В.Л. Саввин$^1$, А.В. Коннов$^2$, Д.А. Михеев$^1$, Г.М. Казарян$^1$, И.И. Шуваев$^1$

Изучена устойчивость ленточного электронного пучка с циклотронным вращением в аксиально-симметричном магнитном поле. Показано, что за счет увеличения площади сечения пучка в расширяющемся магнитном поле достигается меньшая деформация поперечного сечения ленточного пучка.

А.А. Агафонов, А.И. Кокшайский, Е.А. Тощов

С использованием клиновых волн исследован эффект быстрой динамики в клине из поликристаллического сплава Д16 с остаточными упругими напряжениями. На основе анализа полученных экспериментальных данных был сделан вывод: использованную методику можно применять для выявления дефектной структуры образца

Р.Г. Бикбаев$^{1,3}$, С.Я. Ветров$^{1,2}$, И.В. Тимофеев$^{1,4}$

Исследованы теоретически оптические таммовские состояния (ОТС) на границе фотонного кристалла (ФК) сильно анизотропного нанокомпозита с резонансной дисперсией. Нанокомпозит представляет собой прозрачную матрицу с равномерно диспергированными в ней наночастичками серебра эллипсоидальной формы и характеризующуюся эффективной резонансной диэлектрической проницаемостью, в то время как исходные материалы не обладают резонансными свойствами. Показано, что увеличение анизотропии позволяет получить большую локализацию поля и широкую запрещенную зону.

Р.В. Крюков, О.Д. Румянцева, П.А. Иванова

Рассматриваются способы томографии акустического нелинейного параметра третьего порядка в целях медицинской диагностики. Предпочтение отдается томографическим схемам с неколлинеарным взаимодействием трех кодированных волн, позволяющим получать количественные значения нелинейного параметра.

В.А. Максименко$^{1,2}$, В.В. Макаров$^{1,2}$, А.А. Короновский$^{1,2}$, А.Е. Храмов$^{1,2}$, К.Н. Алексеев$^3$, А.Г. Баланов$^3$

Предложена математическая модель для описания коллективного транспорта заряда в полупроводниковой гетероструктуре, представляющей собой цепочку полупроводниковых сверхрешеток, разделенных сильнолегированными областями. При помощи предложенной модели рассмотрена динамика данной структуры в режиме последовательной реинжекции доменов заряда из сверхрешетки в сверхрешетку.

И.М. Сопко, Г.А. Князев

Рассматривается вопрос создания модулятора дальнего ИК излучения за счет применения акустоплазмонного взаимодействия. Проведено моделирование взаимодействия оптического излучения с поверхностной акустической волной и поверхностным плазмон-поляритоном.

Н.С. Балковой, В.Л. Саввин

Изучена динамика электронного пучка с циклотронным вращением в плоско-симметричном реверсе магнитного поля. Показано, что в пучке без модуляции начальной продольной скорости возможна пространственная группировка электронов.

О.В. Матвеев, М.А. Морозова

Построена математическая модель для исследования дисперсионных характеристик гибридных волн в композитной мультиферроидной структуре, состоящей из двух магнонных кристаллов, разделенных сегнетоэлектрической пластиной. Показана возможность электрического управления характеристиками запрещенных зон для волн в СВЧ-диапазоне.

А.Г. Баланов$^2$, А.А. Короновский$^{1,3}$, О.И. Москаленко$^{1,3}$, А.О. Сельский$^{1,3}$, А.Е. Храмов$^{1,3}$

Полупроводниковые сверхрешетки — сложные наноструктуры, которые возможно использовать для генерации и управления высокочастотными колебаниями. В последнее время большое внимание исследователей привлекает нелинейная динамика электронных доменов в данных наноструктурах. В настоящей работе описано явление бифуркации удвоения периода в полупроводниковых сверхрешетках в присутствии наклонного магнитного поля при различных температурах.

М.О. Журавлев$^{1,2}$, А.О. Сельский$^{1,2}$, А.А. Короновский$^{1,2}$, О.И. Москаленко$^{1,2}$, А.Е. Храмов$^{1,2}$

Проведено изучение перемежающегося поведения, которое может возникать в хаотических системах при фильтрации сигналов, вблизи границы возникновения фазовой хаотической синхронизации. В рамках проведенных исследований установлено, что для системы однонаправлено связанных генераторов на туннельном диоде возможно одновременное существование перемежаемости «игольного ушка» и перемежаемости «кольца» вблизи границы фазовой хаотической синхронизации при использовании фильтра с определенными параметрами.

И.И. Попов$^1$, Н.С. Вашурин$^1$, С.Э. Путилин$^2$

В данной работе описываются результаты экспериментального наблюдения при комнатной температуре эффекта нефарадеевского поворота вектора линейной поляризации сигналов фемтосекундного стимулированного фотонного эха, возбуждаемого в трехслойной полупроводниковой пленке ZnO/Si(P)/Si(B).

В.Ю. Рябченок, Е.А. Дмитриев, С.Б. Козлов, А.С. Перин, В.М. Шандаров

Исследовано влияние оптического поглощения на дифракционное уширение лазерного пучка в кристаллических образцах ниобата лития, легированного железом. Выявлен эффект частичной компенсации нелинейного уширения лазерного пучка за счет вклада пироэлектрического эффекта в нелинейный отклик, что связано с нагревом материала в освещенной области при длине волны света 532 нм.

Н.К. Шелковников

Рассмотрены вопросы, связанные с возможными механизмами формирования волн–убийц в океане под действием ветра. Приведены данные о формировании уединенных волн (волн–убийц) в кольцевом аэрогидроканале.

С.П. Чернявский

Представлено исследование самосогласованной динамики ансамбля автогенераторов и волнового поля. Приведены результаты моделирования класса сигналов с неоднородной пространственно-временной конфигурацией, показана возможность присутствия хаотической динамики в пространстве и высокой структурированности по времени в коаксиальном поле. При помощи численной модели проведено исследование формирования мод, а так же влияния гофры на данный процесс. Показана возможность формирования чистой моды в зависимости от пространственного расположения источников.

А.А. Кренц$^{1,2}$, Д.А. Анчиков$^2$, А.В. Пахомов$^{1,2}$, Н.Е. Молевич$^{1,2}$

С помощью системы уравнений Максвелла-Блоха исследовано формирование квадратной решетки оптических вихрей. Получена укороченная система уравнений, описывающая нелинейное взаимодействие четырех волн. Квадратная решетка оптических вихрей получена также численно.

К.В. Дмитриев, А.А. Дорофеева, И.А. Панков, С.Н. Сергеев

Изучалось распространение звукового сигнала в мелком водоеме. Проведена запись сигнала на нескольких известных расстояниях от излучателя. Вычислены амплитуды спектральных компонент сигнала в этих точках. Определена зависимость коэффициента затухания от частоты методом максимального правдоподобия.

А.В. Маслова$^1$, Д.О. Игнатьева$^{1,2}$, В.Е. Лобанов$^1$

Исследована динамика пространственного солитона в среде с каскадной нелинейностью при наличии локальной модуляции коэффициента нелинейности в форме двух параллельных дефектов. Изучены условия, при которых могут наблюдаться режимы преломления солитона дефектами и его захвата в тот или иной канал. Показано, что захват зависит как от параметров солитона (амплитуды, угла падения на дефект), так и от параметров дефектов (глубины модуляции коэффициента нелинейности, формы)

Н.П. Савенкова$^1$, С.А. Складчиков$^1$, В.С. Лапонин$^1$, С.В. Анпилов$^1$, У. Юсупалиев$^2$, С.А. Шутеев$^2$

В настоящее время не достаточно подробно изучены как экспериментально, так и теоретически соотношения между длиной, амплитудой и скоростью таких волн. По этой причине данная работа посвящена изучению указанных соотношений с помощью математического моделирования.

А.В. Шкитин, А.Н. Боголюбов, А.И. Ерохин

Рассматривается алгоритм, описывающий нахождение собственных мод трехзазорного аксиально-симметричного резонатора клистрона. Для описания структуры резонатора используется метод почти R-функций Рвачева. Для расчетов используется метод конечных элементов с использованием атомарных функций в качестве базисных, что обеспечивает быструю сходимость и высокую эффективность алгоритма.

К.В. Дмитриев

Рассматривается рассеяние акустических волн на неоднородности фазовой скорости звука и плотности среды, которая имеет малый волновой размер. В одномерном, двумерном и трехмерном случаях получена максимально возможная мощность, рассеянная неоднородностями такого типа.

С.А. Петросян$^1$, С.А. Цысарь$^1$, В.Д. Свет$^2$, Д.А. Дементьев$^2$, А.В. Чуренков$^3$

Задача состоит в создании численной модели распространения акустической волны в жестком стержне, колебания которого будут регистрироваться оптическим методом, и с помощью неё найти оптимальные параметры для создания реальной системы для эффективной передачи акустического сигнала.

Р.Ш. Халитов, С.Н. Гурбатов, И.Ю. Демин

Представлены результаты измерений скорости сдвиговой волны в калиброванных полимерных фантомах CIRS, содержащих в себе различные сферы двух диаметров, расположенные на разной глубине. Измерения были проведены на открытой акустической системе Verasonics с использованием метода SWEI.

В.А. Твердислов, Е.В. Малышко, С.А. Ильченко, В.Д. Скурида

Простейшие хиральные автоволновые структуры образуются в диссипативных системах — активных средах. В результате биологической эволюции в виде спиральных и суперспиральных иерархических структур они стали конструктивной основой молекулярных машин клеток — белков и нуклеиновых кислот.

А.И. Слепков, О.В. Галлямова, А.А. Щелконогов

Представлены результаты численного моделирования взаимодействия РЭП, фокусируемого постоянным МП, с полем осесимметричного периодического волновода. Выявлены области резонансного усиления сигнала и циклотронного поглощения, изучена динамика электронов в пучке и влияние параметров пучка на величину циклотронного резонанса.

А.В. Косенков$^1$, М.В. Гуляев$^2$, Н.В. Анисимов$^2$, В.И. Лобышев$^1$, Ю.А. Пирогов$^3

Рассмотрен способ визуализации распределения дейтерия и перфторуглеродов в организме крыс методами мультиядерной ЯМР спектроскопии и МРТ. Показано, что использование мультиядерной МРТ визуализации открывает большие перспективы в биологических и медицинских исследованиях in vivo.

В.В. Близнюк$^1$, М.А. Брит$^1$, И.С. Гадаев$^1$, О.И. Коваль$^1$, А.Г. Ржанов$^2$, Г.А. Соловьёв$^1$, А.А. Стародумов$^2$

В работе экспериментально и теоретически исследуется связь между медленной деградацией мощных полупроводниковых инжекционных лазеров с квантовой ямой (InGaAs/InGaAsP) и их спектрами, диаграммой направленности и поляризацией излучения. Для теоретического описания явлений в работе используется модель независимых каналов генерации излучения.

А.В. Андреев$^1$, О.И. Москаленко$^{1,2}$, А.А. Короновский$^{1,2}$, А.Е. Храмов$^{1,2}$

В работе проведено исследование системы связанных ридберговских атомов, выявлено наличие хаотической динамики в такой системе и подобран метод подавления хаоса в ней.

Д.А. Николаев, С.А. Цысарь

Для ряда задач при использовании импульсных ультразвуковых пучков важно уметь предсказывать акустическое поле, создаваемое излучателем. В данной работе рассматривается способ восстановления пространственно-временной структуры акустического поля на поверхности импульсных акустических источников.

В.А. Гусев, П.А. Симонова

В работе рассмотрены аналоги классических задач Рэлея и Стокса с учётом сдвиговых компонент акустического поля в жидкости и выявлены особая роль сдвиговой вязкости и степень влияния сдвиговой составляющей акустического поля на его характеристики.

Д.А. Анчиков$^1$, А.Р. Шакиров$^{1,2}$, А.А. Кренц$^{1,2}$

В данной работе рассматривается модель широкоапертурного лазера на основе уравнений Максвелла-Блоха. Показано, что при увеличении накачки в системе происходит серия бифуркаций периодического и квазиперодического динамических режимов.

М.А. Чоба, В.А. Сафонов, Ю.К. Алешин

М.А. Сивков$^1$, Ю.К. Алешин$^1$, М.А. Чоба$^2$