![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
В проекте предполагается разработка теории и проведение экспериментов по управлению оптическим излучением в объеме и на поверхности сред с перестраиваемыми характеристиками. Данные исследования позволят выявить новые типы дифракционных и дисперсионных явлений, предложить новые механизмы переключения и локализации волн при помощи нелинейно-оптических, плазмонных, магнитооптических и других механизмов. Будут представлены исследования нелинейных плазмонных эффектов, усиленных по сравнению с объемными пучками за счет высокой концентрации энергии в плазмонных волнах. Интенсивные опорные плазмонные волны могут создавать пространственные неоднородности диэлектрической проницаемости в фоторефрактивных или керровских средах. Будет рассмотрено взаимодействие сигнальных плазмонов с такими индуцированными неоднородностями, исследованы условия полного отражения сигнального плазмона от опорного и описан эффект туннелирования сигнального плазмона через узкую неоднородность, индуцированную сфокусированным опорным плазмоном. Аналогичный эффект будет исследован для плазмонных импульсов разных частот, движущихся в керровской среде. Взаимодействие таких импульсов может приводить к замедлению (ускорению) и сдвигу частоты сигнала. Будет рассмотрена возможность запирания сигнального импульса между двумя попутно движущимися плазмонными импульсами накачки. Также будет изучено параметрическое управление лазерными импульсами при их каскадном взаимодействии в квадратичных средах. Особое внимание уделяется описанию дискретной декомпрессии короткого импульса в индуцированной движущейся временной решетке и образовании серии суб-импульсов. Также планируется изучить особенности брэгговского отражения импульса от движущейся индуцированной решетки. В проекте будет исследована дифракция эллиптических пучков на индуцированных мощными опорными пучками другой частоты в дефокусирующих средах неоднородностях, непрозрачных для сигнальных пучков за счет эффекта полного внутреннего отражения. Будет рассмотрен важный для оптической обработки информации эффект поворота эллиптического пучка. Также предлагается новый способ управления динамикой солитонов, основанный на взаимодействии солитона с каналом, созданным в кубично-нелинейной среде. Канал представляет собой узкую область с отличным от остальной среды коэффициентом нелинейности. Взаимодействие солитона с нелинейным каналом, определяемое амплитудой солитона и параметрами канала, может приводить к захвату солитона, туннелированию и отражению от нелинейного канала, отклонение солитона на некоторый угол относительно его начальной траектории. Эксперименты по нелинейной дифракции света будут выполнены с лазерными пучками, распространяющимися в средах с тепловой нелинейностью. Для данных сред планируется исследовать возможность создания импульсных волноводов различных геометрий, внутри которых будет происходить запирание сигнального пучка. Также на основе эффекта полного внутреннего отражения в дефокусирующих средах с тепловой нелинейностью могут быть созданы автоколебательные системы, в которых реализован режим периодического (а также апериодического) сканирования сигнального пучка в пространстве, отражающегося от волны накачки. Для этого будет использована оптоэлектронная система обратной связи, управляющая интенсивностью накачки в зависимости от угла отклонения сигнального пучка. Будут разработаны методы управления поверхностными плазмон-поляритонами посредством магнитного поля. Первый метод основан на явлении туннелирования плазмона в металлической пленке с одной границы на другую, зависящем от магнитного поля. Второй подход основан на влиянии магнитного поля на оптическое излучение в периодических гетероструктурах, содержащих металлические перфорированные и магнитные диэлектрические слои. При этом намагниченность может изменять как интенсивность проходящего и отраженного излучения, так и его поляризацию.
В результате выполнения проекта проведена разработка теории и проведены экспериментов по управлению оптическим излучением в объеме и на поверхности сред с перестраиваемыми характеристиками. Выявлены новые типы дифракционных и дисперсионных явлений, предложены новые механизмы переключения и локализации волн при помощи нелинейно-оптических, плазмонных, магнитооптических и других механизмов. Проведены исследования нелинейных плазмонных эффектов, за счет которых может осуществляться полностью оптическое управление сигнальным плазмоном. Рассмотрено взаимодействие сигнальных плазмонов с неоднородностями, индуцированными на границе металла и керровского или фоторефрактивного диэлектрика плазмоном накачки. Продемонстрирован эффект полного отражения сигнального плазмона от опорного, выявлен эффект туннелирования сигнального плазмона через узкую неоднородность, индуцированную сфокусированным опорным плазмоном. Эффект полного внутреннего отражения также проанализирован на примере объемных эллиптических пучков, показана возможность поворота осей эллипса при нецентральном падении на пучок накачки. Аналогичный эффект во временном домене выявлен при взаимодействии плазмонных импульсов разных частот, движущихся в керровской среде. Взаимодействие таких импульсов может приводить к замедлению (ускорению) и сдвигу частоты сигнала. При этом возможна реализации режима прохождения, отражения или запирания сигнального импульса. Также изучено параметрическое управление лазерными импульсами при их каскадном взаимодействии в квадратичных средах. Исследованы особенности дискретной декомпрессии короткого импульса в индуцированной в квадратично-нелинейной среде движущейся временной решетке и образовании серии суб-импульсов. Выявлены условия, при которых наблюдается временной аналог брэгговского отражения импульса от движущейся индуцированной решетки. Предложен новый способ управления динамикой солитонов, основанный на взаимодействии солитона с каналом, созданным в кубично-нелинейной среде, представляющим собой узкую область с отличным от остальной среды коэффициентом нелинейности. Взаимодействие солитона с нелинейным каналом, определяемое амплитудой солитона и параметрами канала, может приводить к захвату солитона, туннелированию и отражению от нелинейного канала, отклонению солитона на некоторый угол относительно его начальной траектории. Выполнены эксперименты по нелинейной дифракции света с лазерными пучками, распространяющимися в средах с тепловой нелинейностью. Определены условия создания импульсных и анизотропных волноводов различных геометрий, внутри которых происходит запирание сигнального пучка. Также на основе эффекта полного внутреннего отражения в дефокусирующих средах с тепловой нелинейностью создана автоколебательная система, в которых реализован режим сканирования сигнального пучка в пространстве. В качестве обратной связи использована оптоэлектронная система обратной связи, управляющая интенсивностью накачки в зависимости от угла отклонения сигнального пучка. Разработаны методы управления поверхностными плазмон-поляритонами посредством магнитного поля. Первый метод основан на явлении туннелирования плазмона в металлической пленке с одной границы на другую, зависящем от магнитного поля. Второй подход основан на влиянии магнитного поля на оптическое излучение в периодических гетероструктурах, содержащих металлические перфорированные и магнитные диэлектрические слои. При этом намагниченность может изменять как интенсивность проходящего и отраженного излучения, так и его поляризацию.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 25 июня 2012 г.-31 декабря 2013 г. | Теоретическое и экспериментальное исследование нелинейных методов управления оптическими пучками и импульсами |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".