Том 89, № 1 (2025)

Спектральным методом решена задача взаимодействия коротких оптических импульсов с РТ-симметричными фотонными кристаллами в условиях частотной сингулярности. Показано, что при малом отклонении от особой точки спонтанного распада РТ-симметричных мод поля возникают частотные сингулярности коэффициентов пропускания и отражения структуры. Это приводит к значительному сужению спектров импульсов и увеличению их амплитуды и длительности при однонаправленном брэгговском отражении.

Построена кинетическая теория радиоэлектрического эффекта в сверхрешетке на основе трехмерного дираковского кристалла, помещенной в постоянное электрическое поле. Показано, что в случае, когда блоховская частота кратна частоте электромагнитной волны, плотность тока испытывает резонанс. Последний может приводить к изменению направления плотности тока. Изучена амплитудная зависимость плотности радиоэлектрического тока.

Разработана аналитическая модель дифракции оптического излучения на чирпированных многослойных неоднородных дифракционных структурах, сформированных голографическим методом в фотополимеризующихся композициях с нематическими жидкими кристаллами, имеющих плавную оптическую неоднородность по толщине слоев. Путем численного расчета было показано, что с помощью метода чирпирования возможно кратно уширить угловые и спектральные характеристики многослойных неоднородных голографических дифракционных структур, сформированных в фотополимеризующихся композициях с нематическими жидкими кристаллами.

Рассмотрено дифракционное преобразование волновых фрактальных полей. Показано, что при распространении световых пучков со спекловой структурой в оптических системах и в свободном пространстве их фрактальные свойства обладают высокой степенью устойчивости.

В рамках полностью квантового подхода изучено взаимное влияние одновременно происходящих процессов параметрического излучения света в вырожденном по частоте режиме и генерации второй гармоники. Выявлен эффект истощения квантовой накачки. Обнаружено установление баланса между рассматриваемыми процессами и достижения равновесного числа фотонов в модах поля. Продемонстрирована генерация сильно перепутанного двухмодового поля.

Исследован процесс распространения и формирования импульсных пар в квадратично-нелинейном кристалле с двумя волноводами при изменении параметров, связанных с положением волноводов относительно друг друга, задержкой и соотношением фаз между импульсами. Обнаружено изменение режима распространения импульсов при сближении волноводов и зависимость характера взаимодействия между импульсами от начального соотношения фаз.

На основе метода моментов построена система уравнений на параметры импульса, распространяющегося в изотропной среде с дисперсией в виде интеграла Дюамеля. Найден критерий для параметров импульса и среды, разделяющий режимы распространения солитоноподобных импульсов.

Показано, что для сильноточного релятивистского гиротрона Ка-диапазона, работающего в режиме хаотической генерации на низшей моде круглого волновода ТЕ1,1, возможно эффективное излучение на седьмой гармонике гирочастоты на моде ТЕ7,2. Относительная ширина спектра хаотического субтерагерцового излучения при этом может превышать 5% при мегаваттном уровне выходной мощности.

Предложена усовершенствованная численная реализация двумерного функционально-аналитического алгоритма, предназначенного для восстановления пространственных распределений скорости звука и коэффициента поглощения в области томографирования. Продемонстрирована высокая точность получаемых томограмм даже при больших волновых размерах и сложной внутренней структуре исследуемого объекта.

Рассмотрены особенности построения замкнутых уравнений для среднего поля акустических волн с разрывными профилями в одномерной случайно-неоднородной среде. Проведено сравнение различных подходов к получению таких уравнений. Показано, что, несмотря на сглаживание профилей в среднем, наличие разрыва в профиле необходимо учитывать до проведения операции усреднения. Получено точное выражение для среднего поля исходной 𝑁-волны.

Исследовано потенциальное волновое движение вдоль свободной поверхности глубокой идеальной жидкости. Получены точные решения уравнений движения с физически обоснованными граничными условиями на свободной поверхности. Исследована форма свободной поверхности в зависимости от амплитуды и выделены характеристики поверхности. Исследованы характеристики волн в зависимости от параметра нелинейности.

Выполнены расчеты релятивистского гиротрона диапазона 300 ГГц с мощностью до 8 МВт. Для экспериментально измеренной формы импульса ускоряющего напряжения сделаны расчеты формы импульса выходной мощности с помощью трехмерного моделирования методом крупных частиц. Показано, что полная энергия излучения с рабочей частотой может превышать значение 4 Дж.

Предложена трехмерная схема поверхностно-волновой томографии неоднородностей скоростей поперечных волн, не требующая восстановления дисперсионных зависимостей поверхностных волн в исследуемой области. Приводятся результаты численного моделирования, выполненного для условий Гавайского архипелага, которые указывают на работоспособность предлагаемого подхода.