Розглянуто проблеми збільшення нелінійно-оптичного відгуку напівпровідникових кристалів та гібридних елементів на їх основі в інфрачервоній області спектра. За допомогою комплексних досліджень ідентифіковано фоторефрактивні центри в перспективних напівпровідниках, визначено енергії їх активації. Продемонстровано підвищення фоторефрактивного відгуку при оптичному перезаселенні рівнів у забороненій зоні CdTe:Ge. Отримано найбільші для напівпровідників коефіцієнти взаємодії в дифузійному режимі при зустрічній двопучковій взаємодії. Нестаціонарну фотоелектрорушійну силу використано для розширення характеризації процесів переносу заряду в фоторефрактивних напівпровідниках. Поєднання в гібридних комірках чутливості напівпровідників в інфрачервоній області спектра з великими нелінійностями рідинних кристалів зробили можливим запис ефективних динамічних голограм в інфрачервоному діапазоні. Вперше в фоторефрактивному напівпровіднику отримано генерацію просторових субгармонік. Продемонстровано нові і покращено характеристики вже існуючих пристроїв, в яких застосовано фоторефрактивні напівпровідники та гібридні елементи на їх основі з підвищеним відгуком в інфрачервоній області спектра.

Досліджено фізичні процеси в імпульсному лазерному полі методами квантової електродинаміки. Вивчено кінематичні особливості процесів розсіювання електрона на ядрі, електрона на електроні, гальмівного випромінювання електрона та народження електрон-позитронної пари фотоном на ядрі в присутності зовнішнього імпульсного поля однієї та двох лазерних хвиль. Розвинуто теорію цих процесів, отримано явні вирази для амплітуд переходу та диференціальних перерізів, досліджено енергетичні та кутові розподіли частинок в кінцевому стані та проведено порівняльний аналіз для моделей монохроматичної та імпульсної лазерної хвилі. Проведено системний аналіз фізичних процесів в імпульсному полі за резонансних умов, у випадку двох хвиль при кореляції випромінювання та поглинання фотонів лазерного поля, при розсіюванні швидких частинок на малі кути за малих переданих імпульсів, у випадку коли енергія поля, що поглинається чи випромінюється частинкою, одного порядку за величиною з початковою кінетичною енергією частинок. Розвинуто методику усунення нефізичної резонансної розбіжності амплітуди та перерізу процесів в полі імпульсного лазера. Показано, що за особливих кінематичних умов нелінійні ефекти можуть приводити до суттєвого зростання перерізів процесів квантової електродинаміки в зовнішньому лазерному полі.

Досліджено когерентні властивості одиничної InGaAs/GaAs напівпровідникової КТ та можливості реалізації на її базі квантово вентиля. Виготовлено прилад з можливостями оптичного резонансного збудження КТ та вимірювання кінцевого стану КТ електричним шляхом. Спостережено Рабі осциляції заселеності стану нейтрального екситона, і таким чином перевірено можливість опису КТ, як квантової дворівневої системи. У вимірюваннях фотоструму зафіксовано квантово-розмірний ефект Штарка та ефект квантової інтерференції. Досліджено вплив спектральної форми лазерного імпульсу на еволюцію квантового стану екситона напівпровідникової самоорганізованої КТ у фотодіоді. Використовуючи збудження двома послідовними оптичними імпульсами досліджено механізм відновлення поглинання стану екситона. У поєднанні із вимірюваннями квантової інтерференції це дало змогу розділити вклади часу життя та втрати фази системи у час когерентності.

Характерною особливістю металевих наночастинок є залежність поглинання ними світла (лазерного випромінювання) від поляризації хвилі та форми частинок, особливо в ультрафіолетовому діапазоні частот. За одних і тих же умов, потужність, що поглинається наночастинками, рівними за об'ємом але різними за формою може відрізнятися на кілька порядків. Окрім того в металевих наночастинках має місце поверхневий плазмони резонанс (ППР) - зростання перерізу поглинання енергії наночастинкою у разі наближення частоти падаючого лазерного випромінювання до частоти ППР наночастинки. Проаналізовано умови виникнення поверхневого плазмону в моделі Друде-металу та поглинання лазерного випромінювання в металевих наночастинках на частотах, близьких до ППР. Розглянуто наночастинки, лінійні розміри яких є набагато меншими, ніж довжина хвилі лазерного випромінювання. Показано, що в цьому випадку металева наночастинка знаходиться в просторово-однорідних, але осцилюючих за часом електричних і магнітних полях. Розраховано геометричні фактори для витягнутого та сплющеного сфероїдів. Показано, що форма сплющеного сфероїда змінюється від диску до кулі, а витягнутого сфероїда від голки до кулі. Розглянуто залежність відношення між поперечною та поздовжньою компонентами ширини лінії ППР від відношення півосей сфероїда. Знайдено, що ширини ліній поглинання зовнішнього випромінювання на частотах ППР, окрім форми частинок, визначаються також діагональними компонентами тензора провідності наночастинки. Мета роботи - розгляд плазмонних коливань електронів у металевих наночастинках різної форми та визначення частот, на яких можливе виникнення резонансного поглинання енергії лазерного випромінювання та розрахунок ширини лінії плазмонного резонансу.

Індекс рубрикатора НБУВ: В343.14 + Д23,0

Рубрики:

Когерентна оптика. Лазерна оптика, лазерна поляриметрія

Метеорологія

Шифр НБУВ: Ж24835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено технологію вирощування монокристалів подвійних ортоборатів, ортованадатів, вольфраматів і молібдатів для виготовлення елементів активних середовищ лазерних приладів, які працюють на довжинах хвиль 1,06 мкм і 1,53 мкм. Досліджено особливості твердофазного синтезу сполук складних оксидів для вирощування кристалів. Визначено умови вирощування кристалів за методом Чохральського, чистих та активованих різними домішками. Досліджено кристалічну структуру, визначено дефекти та встановлено фактори, які призводять до їх утворення в залежності від складу сполуки, концентрації домішки й умов вирощування. Проведено комплексне дослідження діелектричних, теплофізичних, оптичних і механічних властивостей. Обгрунтовано ефективність лазерної генерації й інші функціональні характеристики вирощених монокристалів.

Індекс рубрикатора НБУВ: З86 + В343.14в6

Рубрики:

Квантова електроніка (радіофізика, радіотехніка)

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрена задача лазерного охлаждения частиц (атомов, ионов, молекул). Исследована возможность оценки параметров ансамбля охлаждаемых частиц с применением энтропийного анализа. Процесс охлаждения рассмотрен с позиций теории открытых систем и нелинейной метрологии. Показано, что лазерное охлаждение представляет собой процесс взаимодействия детерминированной системы лазерного излучения с хаотичной системой частиц, пребывающих в броуновском движении. Для оценки скорости и температуры ансамбля частиц и контроля процесса предложено использовать информационно-энтропийный подход. Получено выражение для оценки энтропии ансамбля частиц, как функции частоты рассеянного излучения и предложена энтропийная шкала оценки температуры охлаждаемых частиц.

Індекс рубрикатора НБУВ: В343.14

Рубрики:

Когерентна оптика. Лазерна оптика, лазерна поляриметрія

Шифр НБУВ: Ж26618 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Suitable factorization of the intersubband scattering rates is performed for the temperature dependent electron transport model of mid-infrared quantum cascade lasers (QCL). In this case, the total intersubband scattering rate is presented as a sum of individual processes: longitudinal optical phonon, roughness interface, and acoustic phonon scatterings. The individual scattering rate is reduced to a product of the overlap integral for the squared moduli of the envelope functions and the temperature factor that depends on the transition energy and material. This presentation significantly reduces computational efforts in comparison with the ab initio models of full quantum transport in QCL preserving good agreement between the theory and experiment, as well.

Запропоновано, обгрунтовано, теоретично й експериментально досліджено характеристики перетворення тонкодротяних болометрів і розроблено методи абсолютного вимірювання параметрів і характеристик інтенсивного та широкоапертурного лазерного випромінювання, що досягає у неперервному режимі до десятків кіловатів, а в імпульсному режимі до десятків кілоджоулів. Зазначено, що болометричні вимірювачі здатні працювати в широкому спектральному діапазоні є пристроями прохідного типу, а максимальний розмір вхідної апертури в них необмежений. Розроблено методи абсолютного вимірювання енергії імпульсу та безперервної потужності лазерного випромінювання, методи вимірювання факторів ефективності поглинання, коефіцієнта дихроїзму, методи вимірювання параметрів поляризації болометричними вимірювачами. Досліджено нелінійності характеристики перетворення болометра, проведено оцінку, а також виключено з результатів систематичні похибки за рахунок температурних залежностей основних фізичних параметрів болометра, нерівномірності розподілу інтенсивності вздовж болометричного елемента, стану поляризації випромінювання під час вимірювання параметрів лазерного випромінювання. Вимірюваними параметрами випромінювання є безперервна потужність, енергія однократних імпульсів, кут напряму лінійної поляризації, параметри еліптичної поляризації, коефіцієнт нерівномірності розподілу інтенсивності, узагальнена площа, діаметр оптичного пучка та координати його енергетичного центру, а характеристиками - профільні розподіли уздовж певних напрямів.

Індекс рубрикатора НБУВ: В343.14 + В343.2

Рубрики:

Когерентна оптика. Лазерна оптика, лазерна поляриметрія

Відбиття світла. Заломлення світла

Шифр НБУВ: Ж68643 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено математичні моделі трьох варіантів багатопучкової лазерної взаємодії в нелінійно-оптичних середовищах: стаціонарної чотирьохпучкової, нестаціонарної двохпучкової і нестаціонарної чотирьохпучкової взаємодії.

Проведено експериментальне та теоретичне дослідження резонансної просторової самоорганізації, що зумовлює спонтанне або вимушене (контрольоване) порушення просторової симетрії в бістабільних активних оптичних резонаторах та формування стабільних самопідтримних поперечних структур поля (топологічних солітонів), симетрія та масштаб яких не залежить від крайових умов. Експериментально та за допомогою числового моделювання досліджено нелінійні процеси резонансної просторової самоорганізації, знайдено нові механізми формування просторових самопідтримних структур та показано існування керованих резонаторних солітонів різних типів, а саме: вихрового лазерного солітона в широкоапертурному бістабільному лазері з поглиначем, що насичується; векторних лазерних солітонів в широкоапертурному бістабільному лазері з поляризаційно ізотропним підсилювачем та поглиначем, що насичується; просторових структур поля, які містять фазові доменні стінки з вихровим топологічним дефектом, та лазерного солітона з комбінованим вихрово-стіночним топологічним дефектом в широкоапертурному оптичному генераторі зі змішаним лазерно-параметричним підсиленням.

Встановлено загальні закономірності формування електронного пучка, який є джерелом рентгенівського випромінювання (РВ) під час взаємодії з речовиною, та практичному застосуванню РВ під час аналітичного дослідження матеріалів. Визначено загальні тенденції генерації первинного РВ електронним пучком та збудження характеристичного РВ, зазначені основні об'єкти теоретичного та експериментального досліджень. Змодельовано та експериментально впроваджено схему формування електронного пучка на базі площинного вольфрам-ренієвого катоду непрямого розжарювання з метою подальшої реалізації рентгенфлуоресцентного аналізу (РФА) та рентгенівської радіографії. На основі моделювання електронно-оптичної системи засобами скінчених інтегралів визначено оптимальні параметри катодного вузла для отримання струму сфокусованого електронного пучка на мішені не менше 1 мА. Показано топологію формування пучка в міжелектродному просторі, транспортування та фокусування його на мішені для отримання високояскравого джерела РВ. На основі розрахованої та змодельованої електронно-оптичної схеми створено багатоцільову лабораторну установку для реалізації методів РФА та рентгенівської радіографії, з можливістю проведення РФА в атмосферних умовах та у вакуумі. Теоретично обгрунтовано та експериментально підтверджено доцільність обраної схеми на базі площинного вольфрам-ренієвого катоду непрямого розжарювання з регульованою геометрією електродів. Запропоновано модель рентгенівського спектрометра з вторинною мішенню, яка відрізняється від класичної моделі наявністю полікапілярних рентгенівських лінз в проміжках проходження рентгенівських променів. Підкреслено, що застосування зазначених методів дає змогу значно підвищити аналітичні характеристики рентген флуоресцентних спектрометрів. Розвинуто методику порівняння рентгенфлуоресцентних спектрометрів шляхом визначення елементної чутливості та нормування її на силу струму електронного пучка рентгенівської трубки та живий час експерименту. На основі застосування запропонованої методики порівняння спектрометрів установлено, що аналітичні можливості створеної установки відповідають рівню передових світових установок MiniPal, XPRISM, Spectro2000 та Niton XL3t.

Показано, що полем зустрічних біхроматичних світлових хвиль можна сформувати одновимірну пастку для атомів. Вибираючи належним чином відстроювання монохроматичних компонент хвиль від частоти переходу в атомі, можна досягти одночасного утримання ансамблю атомів у пастці та їх охолодження до температури, близької до доплерівської межі, без застосування додаткових полів. Числове моделювання проведено для атомів натрію. Обговорено можливість застосування подібної пастки для утримання та охолодження молекул з майже діагональною матрицею факторів Франка - Кондона.

Досліджено закономірності нелінійно-оптичних процесів у керівських рідинах для наносекундних лазерних імпульсів. Доведено, що рух фокальної області впливає на частоту параметричних компонент вимушеного комбінаційного розсіювання (ВКР): зсув частоти обумовлений виконанням амплітудно-фазового синхронізму. Виявлено, що за фазової самомодуляції лазерних імпульсів перехідний ефект породжує нові спектральні компоненти. Встановлено взаємовплив швидкості фокальної точки та фазової самомодуляції на частотно-кутові спектри антистоксового ВКР. Пояснено утворення антистоксових частотно-кутових смуг ВКР, які описано співвідношеннями, характерними для черенковського випромінювання. Одержано експериментальні дані та теоретично описано асиметрію стоксового ВКР під впливом параметричних процесів. Показано, що за релаксаційних коливань амплітуди нелінійної поляризації максимум енергії параметричних компонент ВКР зміщується за частотою.

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.251.4 + В343.14

Рубрики:

Кристалізація

Когерентна оптика. Лазерна оптика, лазерна поляриметрія

Шифр НБУВ: Ж41115 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Отримано і досліджено апаратну функцію (АФ) інтерферометра Фабрі - Перо зі сферичними дзеркалами, використану як пасивний оптичний резонатор для селекції поперечних мод вищих порядків у вихідному пучку випромінювання лазера. Увагу приділено дослідженню поперечного розподілу амплітуди світлової хвилі, що пройшла через цей інтерферометр (резонатор). Внаслідок використання сферичних дзеркал операційні властивості оптичних систем когерентних спектроаналізаторів можуть бути значно розширені освітленням вхідного сигналу випромінюванням, що містить вищі моди Гаусса - Ерміта, або Гаусса - Лаггера.

Розглянуто особливості розповсюдження поляризованого світла в різних класах середовищ зі складною анізотропією на основі диференціальних матричних методів Джонса та Мюллера. Для однорідних та деяких типів неоднорідних анізотропних середовищ (холестерики, кручені нематики тощо) розв'язано поляриметричні задачі, пов'язані з моделюванням їх поляризаційних властивостей, з визначенням поляризаційних характеристик світла після взаємодії з ними (пряма задача), з розрахунком параметрів анізотропії середовищ на основі їх експериментальних матриць Мюллера (обернена задача), з дослідженням поляризаційних характеристик власних поляризацій цих середовищ (спектральна задача). Основними інструментами для розв'язання цих задач були диференціальні матриці Джонса (Мюллера) та векторне рівняння переносу. Побудовано інтегральні матриці Джонса для визначених класів середовищ. Розв'язано спектральну задачу та проаналізовано еволюцію стану поляризації світла в них. Розв'язуючи обернену задачу, проведено порівняння однорідного та мультиплікативного підходів для однорідних середовищ і запропоновано метод аналізу поляризаційних неоднорідностей оптичних елементів, що можуть бути створені із закручених середовищ.