Досліджено властивості лінійних та нелінійних хвилеводів, що індукуються оптичними вихровими солітонами в саморозфокусувальних та самофокусуючих нелінійних середовищах для випадку насиченого нелінійного відгуку. Показано, що хвилеводи, наведені вихорами, можуть керувати як головними, так і наведеними модами першого порядку, які разом з вихором можуть формувати різні типи змішаних вихор - мода векторних солітонів для великих амплітуд керуючих мод. У випадку самофокусувального насиченого середовища, велика амплітуда керуючої моди може стабілізувати кільцеподібну вихрову структуру, яка, зазвичай, затухає внаслідок азимутальної модуляційної нестабільності.

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.236

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ 

We discuss the structure of spin-1 Bose - Einstein condensates in the presence of a homogenous magnetic field. We demonstrate that the phase separation can occur in the ground state of antiferromagnetic (polar) condensates, while the spin components of the ferromagnetic condensates are always miscible, and no phase separation occurs. Our analysis predicts that this phenomenon takes place when the energy of the lowest homogenous state is a concave function of the magnetization. We propose a method for generation of spin domains by adiabatic switching of the magnetic field. We also discuss the phenomena of dynamical instability and spin domain formation.

We review some recent (mostly ours) results on the Anderson localization of light and electron waves in complex disordered systems, including: left-handed metamaterials, magnetoactive optical structures, graphene superlattices, and nonlinear dielectric media. First, we demonstrate that left-handed metamaterials can significantly suppress localization of light and lead to an anomalously enhanced transmission. This suppression is essential at the long-wavelength limit in the case of normal incidence, at specific angles of oblique incidence (Brewster anomaly), and in the vicinity of the zero-epsilon or zero-mu frequencies for dispersive metamaterials. Remarkably, in disordered samples comprised of alternating normal and left-handed metamaterials, the reciprocal Lyapunov exponent and reciprocal transmittance increment can differ from each other. Second, we study magnetoactive multilayered structures, which exhibit nonreciprocal localization of light depending on the direction of propagation and on the polarization. At resonant frequencies or realizations, such nonreciprocity results in effectively unidirectional transport of light. Third, we discuss the analogy between the wave propagation through multilayered samples with metamaterials and the charge transport in graphene, which enables a simple physical explanation of unusual conductive properties of disordered graphene superlatices. We predict disorder-induced resonances of the transmission coefficient at oblique incidence of the Dirac quasiparticles. Finally, we demonstrate that an interplay of nonlinearity and disorder in dielectric media can lead to bistability of individual localized states excited inside the medium at resonant frequencies. This results in nonreciprocity of the wave transmission and unidirectional transport of light.

Індекс рубрикатора НБУВ: В37 + В312

Рубрики:

Фізика твердого тіла. Кристалографія

Теорія коливань та хвиль

Шифр НБУВ: Ж42080 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В372.35 + В377.14

Рубрики:

Рідкі кристали

Фотоелектричні явища

Шифр НБУВ: Ж42080 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Motivated by the pioneering studies of V. Eremenko of magneto-optical effects in antiferromagnetic crystals, we describe an expansion of the horizons of classical magnetism to include study of Earth's magnetic field and natural environments. We also review briefly examples of exotic magnetism not directly associated with alignment of quantum spins in traditional ferromagnetic and antiferromagnetic crystalline structures. While many such cases have long been known, recent breakthroughs are associated with so-called optical magnetism that became a reality due to development of the field of metamaterials.

This paper reflects on some memories of the research topics developed at Department No. 29 of the Institute for Low Temperature Physics and Engineering in Kharkov more than 30 years ago. It also provides some recent advances on my major research activities related to those topics, including energy localization and solitons in nonlinear lattices, Fano resonances in photonics and phononics, and nonlinear effects in meta-optics and nanophotonics. Curiously enough, each of those topics can be associated with some memories and discussions that happened in Kharkov long time ago.

Обговорено приклади трьох різних фізичних систем, локалізація енергії в яких відбувається поблизу країв внаслідок нелінійності, топології або кривизни. У багатьох таких системах існування локалізованих крайових мод та їх властивості можуть бути перевірені експериментально, як, наприклад, в разі масивів слабкозв'язаних оптичних хвилеводів.

Обговорено приклади трьох різних фізичних систем, локалізація енергії в яких відбувається поблизу країв внаслідок нелінійності, топології або кривизни. У багатьох таких системах існування локалізованих крайових мод та їх властивості можуть бути перевірені експериментально, як, наприклад, в разі масивів слабкозв'язаних оптичних хвилеводів.

Many research topics these days involve the study of resonances in different structured media, especially in the field of optics. The seemingly different discovery of cyclotron resonance in metals by Mark Azbel and Emanuil Kaner in 1956, that opened a new way to study the Fermi surface of metals, has never been linked to optics. However, some later works of Mark Azbel on resonant tunneling are closely related to the concepts currently developing in optics and photonics, and here I discuss some of those fundamental ideas underpinned by the physics of Fano resonances and bound states in the continuum with a few examples of their experimental demonstrations.