Том 87, № 12 (2023)

Теоретически, численно и экспериментально исследуется распространение в свободном пространстве три-Эйри пучков при наличии оптического вихря и без него. Такие поля интересны для задач современной фотоники благодаря компактной локализации интенсивности поля при распространении, самовосстановлению, автофокусировке и изменению структуры интенсивности строго определенным образом, что полезно для различных приложений.

Исследована возможность формирования пространственно-временных солитонов (оптических пуль) в связанных квадратично-нелинейных градиентных волноводах в диапазоне нормальной дисперсии групповой скорости. Продемонстрирована генерация оптических пуль при распространении сигнала с начальной гауссовой формой, как на обеих частотах, так и только на основной частоте.

Исследована генерация второй гармоники импульсами длительностью в несколько периодов световых колебаний при равенстве нулю коэффициента дисперсии групповой скорости на основной или на удвоенной частоте. С использованием численного моделирования показано, что в обоих случаях при наличии отрицательной дисперсии третьего порядка возможно формирование устойчивых двухчастотных пространственно-временных солитонов.

Методом гидротермального синтеза были получены апконверсионные наночастицы NaYF₄:Yb,Er. Замена олеатной оболочки на молекулы L-цистеина позволила придать поверхности апконверсионной наночастицы гидрофильный характер без существенных изменений их фотофизических свойств. Уменьшение интенсивности люминесценции модифицированных апконверсионных наночастиц не наблюдалось в течение месяцев.

Путем вариации параметров синтеза были получены люминофоры NaYF₄:Yb,Er, обладающие ярко выраженными апконверсионными свойствами при возбуждении на длине волны 980 нм. На основе данных люминесцентной спектроскопии установлено, что в диапазоне 240–350 К частицы демонстрируют температурную чувствительность, которая, в частности, позволяет реализовать измерение температуры ратиометрическим методом.

Изучено распространение электромагнитных волн в среде с углеродными нанотрубками. Сформулировано приближение о том, что случайный наклон трубок относительно оси, перпендикулярной волновому вектору импульса, подчиняется нормальному распределению и достаточно мал. Выведены эффективные уравнения на векторный потенциал электромагнитного поля. Проанализирована зависимость компонент поля импульса от дисперсии распределения наклона углеродных нанотрубок.

На основании укороченных уравнений Максвелла для нелинейной среды, содержащей углеродные нанотрубки полупроводникового типа, изучено образование ударных волн. Рассматривается классическая нелинейная среда с кубической нелинейностью и дисперсией. Установлено, что введение углеродных нанотрубок стабилизирует ультракороткий оптический импульс и препятствует образованию ударных волн. Вместе с тем импульс остается локализованным.

В синтезированных кристаллах BaF₂ с примесными ионами меди образуются димеры [Cu³⁺–Cu²⁺] (С_2v) с антиферромагнитной связью между спинами ионов меди. Изучение молекулярной структуры синтезированных димеров выполнено методом электронного парамагнитного резонанса на частотах 9.3 и 34.2 ГГц в диапазоне температур от 5 до 150 К. Показано, что ионы ⁶³Cu³⁺ и ⁶³Cu²⁺ заместили соседние катионы Ва²⁺ в решетке, образовав димер, с осью связи параллельной одной из кристаллографических осей 〈110〉. Установлено, что между ионами меди в синтезированном димере действует обменное взаимодействие антиферромагнитного типа и что его основным спиновым состоянием является дублет со спином S = 1/2. Определены параметры электронного зеемановского взаимодействия, часть параметров сверхтонкого и квадрупольного взаимодействия ионов ⁶³Cu³⁺ и ⁶³Cu²⁺, а также часть параметров лигандного сверхтонкого взаимодействия с двумя эквивалентными ионами F^–.

В кристаллах узкозонного полупроводника Pb_{1 – x}Gd_xTe (x = 1.5 · 10^–4) при температурах Т = 5–100 К методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) обнаружены необычные зависимости формы линий спектров ЭПР парамагнитных центров Gd³⁺ от температуры и уровня микроволновой мощности в резонаторе спектрометра. По результатам анализа параметров формы резонансных линий, зарегистрированных в Х-диапазоне, сделан вывод, что наиболее вероятной причиной изменений в наблюдаемых спектрах ЭПР является влияние резонансных переходов между спиновыми уровнями центров Gd³⁺ на кинетические характеристики свободных носителей заряда, связанных обменными взаимодействиями с ионами Gd³⁺.

Предложен подход для оптимизации работы генератора случайных чисел на основе дискретного вейвлет-анализа. Показано, что управление вкладом масштабных компонент вейвлет-преобразования в сигнал может увеличить степень случайности генерируемого ряда чисел.

Предложен способ высокочувствительной идентификации состава красок, применяемых в живописи, при помощи метода гигантского комбинационного рассеяния света с использованием усиливающих сигнал подложек с массивом вертикально-стоящих серебряных нанопроволок. На примере модельной темперной краски, на основе яичного белка с неорганическим пигментом (сурик свинцовый, массикот, изумрудный зеленый) показано, что при уменьшении концентрации пигмента применение подложек позволяет значительно повысить чувствительность при обнаружении пигмента в более низкой концентрации вплоть до 0.01 г, по сравнению с сигналом комбинационного рассеяния света на фольге. Использование усиливающих подложек позволяет повысить чувствительность метода, благодаря чему можно точно идентифицировать используемые компоненты не только по отдельности, но и виде смеси.

Изучены свойства титановых фольг, которые длительное время проработали в электронных пушках электронно-пучковых эксимерных лазеров. Прочность на разрыв у этих фольг не изменялась при облучении импульсами электронного пучка (300 кэВ) с дозами до 1 ГГр. На поверхности Ti фольг, контактировавших с фтором, содержащимся в газовой смеси при облучении электронным пучком, методом комбинационного рассеяния света были обнаружены пики, соответствующие TiO₂, TiN и TiF.

Выполнен оптико-модельный анализ экспериментальных данных по упругому рассеянию протона с энергиями от 0.050 до 200 МэВ на ядрах ⁷Li. Проанализированы все имеющиеся экспериментальные данные по дифференциальным сечениям упругого рассеяния и данные по поляризации, возникающей в этом процессе; полные сечения реакции ⁷Li + p. Использован наш код OptModel с энергетически зависимыми параметрами оптического потенциала и учетом резонансной составляющей упругого рассеяния. Нарушение унитарности матрицы рассеяния (суммы оптико-модельной и резонансной) наблюдается в отдельных энергетических точках и не превышает 18%.