Экстремальная И Топологическая Нелинейная Оптика Открытых Систем

Abstract

A review of results of an investigation of the theory of optical wave packets with extreme properties with respect to a controllable pulse shape or to the complexity of the internal structure of radiation beam pulses is presented. Special attention is paid to the manifestations of dissipative effects of the electromagnetic energy inflow and outflow. Precisely these factors lead to peculiar rules of conservation of purely electromagnetic quantities in dissipative media, in which the electromagnetic energy irreversibly decreases in the case of absorption and increases with gain. These rules impose certain restrictions on the possibility of transformation of the shape of pulses and allow one to qualitative describe their evolution. A higher efficiency of the action of unipolar or quasi-unipolar radiation pulses on classical and quantum microobjects is shown and possible ways of formation of these pulses are discussed. For bulk laser media with saturable absorption, the topological properties of localized radiation structures and their transformations with a smooth change in the parameters of the medium (pump level) are described. The preservation of the topological structure upon changes in parameters within the stability range yields the possibility of their distinguishing when coding information by topological solitons of the considered type.

Взаимодействие Прямоугольного Униполярного Импульса С Двухуровневой Резонансной Средой

“…Отметим, что различные способы получения квазиуниполярных импульсов прямоугольной формы в ТГц и оптическом диапазоне частот были недавно предложены в работах [19][20][21][22][23][24][25][26][27]. Хоть униполярные импульсы и кажутся экзотическими на сегодняшний день, исследованный эффект еще раз показывает возможность применения униполярных импульсов для сверхбыстрого воздействия на резонансные среды, как отмечалось в работах [1][2][3][13][14][15][16][17].…”

“…На практике удается получить квазиуниполярные предельно короткие импульсы полуцикловой формы, т. е. содержащие всплекс поля большой амплитуды и длинный затухающий хвост противоположной полярности, в ТГц и оптическом диапазоне [5][6][7][8][9][10][11]. Полуцикловая форма таких импульсов позволяет говорить о возможности однонаправленного воздействия на микрообъекты и эффективном использовании таких импульсов для возбуждения и контроля динамики волновых пакетов [2,3,[12][13][14][15][16], а также для ускорения заряженных частиц [17]. Поэтому изучение взаимодействия униполярных импульсов с веществом является актуальной проблемой.…”

“…Поэтому изучение взаимодействия униполярных импульсов с веществом является актуальной проблемой. В предыдущих исследованиях, в основном изучались вопросы эффективности воздействия униполярных импульсов на квантовые объекты [2][3]14], возможность селективного воздействия на резонансные переходы в атомах [15,16] и ряд вопросов, связанных с распространением полуцикловых импульсов в резонансных средах [4]. А ряд вопросов динамики системы под действием униполярных остаются под вопросом.…”

О Некоторых Новых Возможностях Управления Квантовыми Системами С Помощью Униполярных Предельно Коротких Импульсов

“…При этом, если длительность импульса короче обратных частот резонансных переходов в системе, характер взаимодействия импульса со средой существенно зависит от формы импульса. В этом случае существенную роль играет " степень униполярности" импульса, определяемая [7][8][9]…”

Транспортировка Предельно Коротких Импульсов Излучения В Волноводах С Неодносвязным Поперечным Сечением

“…Особо следует отметить случай субцикловых, квазиуниполярных импульсов, у которых основная поляризационная компонента напряженности электрического поля содержит существенную постоянную составляющую. Такие импульсы наиболее эффективно взаимодействуют как с заряженными частицами (их лазерное ускорение), так и с элементарными квантовыми объектами [11]. Если сравнительно недавно сомнению подвергалась сама возможность генерации квазиуниполярных импульсов излучения, то сейчас в связи с разработкой ряда методов такой генерации и экспериментальной демонстрацией подобных импульсов [12,13] дискуссионным остается другой вопрос.…”