Лазерный термоядерный синтез и физика высоких плотностей энергии

С. Ю. Гуськов

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, г. Москва

Аннотация: Обсуждаются современное состояние исследований в области лазерного термоядерного синтеза, направленных на получение управляемой термоядерной реакции в плазме с инерциальным удержанием, а также успехи в физике высоких плотностей энергии, достигнутые как непосредственно в исследованиях по лазерному термоядерному синтезу, так и в смежных областях, относящихся к воздействию мощного лазерного излучения на вещество.

Ключевые слова: лазер, термоядерный синтез, экстремальное состояние вещества.
Поступила в редакцию: 18.08.2022

Образец цитирования: С. Ю. Гуськов, “Лазерный термоядерный синтез и физика высоких плотностей энергии”, Квантовая электроника, 52:12 (2022), 1070–1078

Скачать (.pdf)

Н. Г. Басов — пионер и организатор лазерных исследований в СССР

И. Г. Зубарев

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, г. Москва

Аннотация: В настоящее время трудно обнаружить сферу человеческой деятельности, где бы не использовались лазеры. И огромную роль в их развитии в СССР в середине 50-х годов прошлого столетия сыграл Николай Геннадиевич Басов, сто лет со дня рождения которого мы отметили в 2022 году.
Поступила в редакцию: 26.05.2022

Образец цитирования: И. Г. Зубарев, “Н. Г. Басов — пионер и организатор лазерных исследований в СССР”, Квантовая электроника, 52:12 (2022), 1064–1069

Скачать (.pdf)

Распространение электромагнитных волн в нелинейной гиперболической среде

  • Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”, г. Москва
Аннотация: Рассмотрено распространение квазигармонической электромагнитной волны в объемном гиперболическом диэлектрическом метаматериале. Без учета дисперсии групповых скоростей распространение волны в такой среде может быть описано либо гиперболическим нелинейным уравнением Шрёдингера, либо гиперболическими уравнениями Манакова. Показано, что область в пространстве волновых векторов, в которой возможна модуляционная неустойчивость пространственно однородной волны, в отличие от случая обычных сред, не ограничена.
Ключевые слова: нелинейная оптика, анизотропия, гиперболические материалы, модуляционная неустойчивость.
Поступила в редакцию: 31.08.2022
Образец цитирования: А. И. Маймистов, “Распространение электромагнитных волн в нелинейной гиперболической среде”, Квантовая электроника, 52:11 (2022), 1057–1062

О динамике одномодового лазера с дополнительным зеркалом

  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
Аннотация: Выведено управляющее уравнение, описывающее динамику лазера со слабоотражающим дополнительным зеркалом, которое может располагаться как вне, так и внутри лазерного резонатора. Последний вариант реализуется, в частности, при паразитных внутрирезонаторных отражениях лазерного излучения. Для лазеров класса B (твердотельных или полупроводниковых) определены условия неустойчивости стационарного режима за счет раскачки релаксационных колебаний.
Ключевые слова: лазер с дополнительным зеркалом, релаксационные колебания, запаздывающая оптическая связь, развитие неустойчивости.
Поступила в редакцию: 11.08.2022
Образец цитирования: Н. Н. Розанов, “О динамике одномодового лазера с дополнительным зеркалом”, Квантовая электроника, 52:11 (2022), 1054–1056

Скачать (.pdf)

Новый режим генерации диодного лазера: 200-пикосекундный фронт наносекундного импульса

  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, г. Москва
  • Институт космических исследований РАН, г. Москва
  • Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, г. Москва
  • Czech Technical University in Prague, Prague, Czech Republic
Аннотация: Впервые, насколько нам известно, исследован уникальный дальномер, созданный на базе диодного инжекционного лазера с безопасным для глаз уровнем излучения (менее 1 мкДж/см2 ) и однофотонного лавинного фотодиода (single photon avalanche diode, SPAD). Осуществлён новый режим генерации наносекундного лазера со ступенькой длительностью 200 пс на фронте импульса длительностью 4 нс, протяжённостью ∼1.2 м. Установлено, что обнаруженный скачок амплитуды оптического импульса инициирован лавиной тока в полевом транзисторе, коммутирующем разряд ёмкости в цепи питания лазерного диода. Регистрация 200-пикосекундного скачка амплитуды быстрым SPAD-приёмником (20 пс) повысила точность дальномера в 12 раз. Обсуждается использование таких дальномеров при измерении расстояний на критической дистанции (меньше протяжённости лазерного импульса), например, в задачах посадки или стыковки космических аппаратов, сближения и причаливания подводных роботов.
Ключевые слова: диодный лазер, пикосекундный фронт наносекундного импульса, лазерный дальномер
Образец цитирования: С. М. Першин, В. С. Макаров, М. Я. Гришин, В. А. Завозин, А. Л. Коромыслов, В. Н. Леднёв, П. А. Сдвиженский, И. Прохазка, И. М. Тупицын, Е. А. Чешев, “Новый режим генерации диодного лазера: 200-пикосекундный фронт наносекундного импульса”, Квантовая электроника, 52:11 (2022), 1050–1053

Скачать (.pdf)

Генерация частотно-модулированных оптических импульсов ИК диапазона в полупроводниковой волноводной структуре с реализуемой волной пространственного заряда

  • Ульяновский государственный университет
  • НПК “Технологический Центр” МИЭТ
  • Институт нанотехнологий микроэлектроники РАН
  • Université de Mons–Hainaut
Аннотация: Рассмотрены условия усиления и модуляции электромагнитного излучения при его взаимодействии с волной пространственного заряда, формируемой в полупроводниковой цилиндрической структуре. Показана возможность реализации результирующего усиления G > 105 м–1, а также сильной фазовой модуляции (чирпа) для волновых пакетов, распространяющихся на поверхности полупроводникового цилиндрического волновода. Предложена кольцевая схема лазера, способная обеспечить генерацию частотно-модулированных импульсов субнаносекундной длительности с пиковой мощностью свыше 1 кВт и несущей частотой, перестраиваемой в широком спектральном диапазоне.
Ключевые слова: полупроводниковый цилиндрический волновод, волна пространственного заряда, фазовая модуляция, генерация частотно-модулированных импульсов.
Поступила в редакцию: 16.09.2022

Скачать (.pdf)

Быстрый численный метод второго порядка точности для решения обратной задачи рассеяния

  • Институт автоматики и электрометрии СО РАН, г. Новосибирск
Аннотация: Предложен метод численного решения обратной задачи рассеяния, сформулированной в виде интегральных уравнений типа Гельфанда – Левитана – Марченко. Аппроксимация интегральных уравнений выполняется со вторым порядком точности, что приводит к системе уравнений с нетёплицевой матрицей, тем не менее метод требует O(N 2) арифметических операций. Метод применён к задаче о самофокусировке излучения с учётом поляризации, решавшейся Манаковым.
Ключевые слова: обратная задача рассеяния, тёплицева матрица, солитон, система Манакова.
Поступила в редакцию: 16.09.2022
Исправленный вариант: 31.10.2022
Принята в печать: 31.10.2022
Образец цитирования: О. В. Белай, “Быстрый численный метод второго порядка точности для решения обратной задачи рассеяния”, Квантовая электроника, 52:11 (2022), 1039–1043

Скачать (.pdf)

Дифракция на идеально проводящей ленточной решетке

  • Институт автоматики и телеметрии СО РАН, г. Новосибирск
Аннотация: Решена задача о рассеянии s-поляризованной волны на периодической решетке из тонких идеально проводящих лент при нормальном падении. Методом Римана – Гильберта получена бесконечная система уравнений для коэффициентов Фурье электрического и магнитного полей. Усеченная система решена численно, и показана быстрая сходимость к точному решению. Вычислены коэффициенты прохождения в зависимости от двух безразмерных параметров: отношения периода решетки к длине волны света и коэффициента заполнения площади решетки проводником. Найдено распределение локального поля и уточнены данные по коэффициенту прохождения, известные из литературы.
Ключевые слова: дифракция, ленточная решетка, порядок рассеяния, уравнения Максвелла, задача Римана – Гильберта, коэффициент прохождения, коэффициент отражения.
Поступила в редакцию: 16.09.2022
Исправленный вариант: 24.10.2022
Принята в печать: 24.10.2022
Образец цитирования: А. В. Немыкин, Д. А. Шапиро, “Дифракция на идеально проводящей ленточной решетке”, Квантовая электроника, 52:11 (2022), 1031–1038

Скачать (.pdf)

Гидродинамическое приближение для двумерной оптической турбулентности: симметрии статистических распределений

  • Институт вычислительных технологий СО РАН, г. Новосибирск
  • Universidade de São Paulo, Instituto de Matemática e Estatística
  • Новосибирский национальный исследовательский государственный университет
Аннотация: Проведено описание оптической турбулентности в терминах многоточечных функций плотности распределения вероятности fn (ФПРВ) с помощью уравнения Лундгрена – Монина – Новикова (ЛМН) (статистическая форма уравнений Эйлера) для поля вихря w = × u в двумерном потоке (u – весовое поле скорости). Эволюция лагранжевых частиц происходит вдоль характеристик fn-уравнения из ЛМН-иерархии. Завихренность сохраняется вдоль характеристик в отсутствие внешней случайной силы. Показано, что группа G конформных преобразований инвариантно преобразует характеристики уравнения с нулевой завихренностью и семейство fn-уравнений для ФПРВ вдоль этих линий, или статистику линии нулевой завихренности. Вдоль других линий уровня w = const ≠ 0 статистика не является конформно инвариантной. Кроме того, действие G сохраняет класс ФПРВ.
Ключевые слова: двумерное уравнение Шрёдингера, уравнения Лундгрена – Монина – Новикова, конформная инвариантность, линии нулевой завихренности.
Поступила в редакцию: 16.09.2022
Образец цитирования: В. Н. Гребенёв, А. Н. Гришков, С. Б. Медведев, М. П. Федорук, “Гидродинамическое приближение для двумерной оптической турбулентности: симметрии статистических распределений”, Квантовая электроника, 52:11 (2022), 1023–1030

Скачать (.pdf)

Схема обработки сигналов в приемнике многомодовых линий связи на основе сверточных нейронных сетей

  • Новосибирский государственный университет
Аннотация: Предложена схема обработки оптических сигналов в приемнике многомодовой линии связи, основанная на глубоких сверточных нейронных сетях и имитирующая метод обратного распространения сигнала. Для предложенной схемы проведена оценка эффективности компенсации нелинейных внутримодовых и межмодовых искажений.
Ключевые слова: волоконно-оптические системы связи, многомодовое волокно, нелинейность оптического волокна, сверточные нейронные сети, компенсация нелинейных искажений.
Поступила в редакцию: 16.09.2022
Образец цитирования: О. С. Сидельников, А. А. Редюк, М. П. Федорук, “Схема обработки сигналов в приемнике многомодовых линий связи на основе сверточных нейронных сетей”, Квантовая электроника, 52:11 (2022), 1018–1022

Скачать (.pdf)