Наука и технологии России

Вход Регистрация

Новосибирские физики продемонстрировали новый тип солитонов

Многие слышали про солитоны, а некоторые и видели их на воде, например на канале, в виде бегущей слабозатухающей волны. В лазере можно также реализовать подобные импульсы. К сожалению, они не могут нести много энергии. Но при определенных условиях, если импульс растянуть, он может вместить пропорционально больше энергии. Это так называемые диссипативные солитоны, горячая тема в лазерной физике последнего десятилетия.

Авторы опубликованной 13 августа в Nature Communications работы, озаглавленной «Multicolour nonlinearly bound chirped dissipative solitons» («Многоцветные нелинейно-связанные чирпованные диссипативные солитоны») на примере лазера показали, что наряду с одиночным диссипативным солитоном, известным до этой работы, возможен и стабильный комплекс нелинейно связанных диссипативных солитонов. Это означает, что суммарная энергия света, запасенного в резонаторе лазера в виде фемтосекундных или пикосекундных импульсов, будет выше, при значительно более широком спектре излучения. Другое возможное следствие, которое еще нужно подтвердить – такой комплекс можно сжать до импульса в десятки фемтосекунд или короче. «Обладая высокой энергией, такой импульс может найти применение в высокоскоростных линиях связи нового поколения, в медицине (флюоресцентная нелинейная микроскопия) и спектроскопии», – отмечает руководитель работы Александр Аполонский (в настоящее время работает в университете Мюнхена).

Продемонстрированный результат стал возможен на основе новой идеи волоконного лазера: оказалось, его можно построить из стандартных блоков, наподобие конструктора Лего, организуя несколько вспомогательных резонаторов, рождающих излучения в новых спектральных областях и обеспечивающих взаимодействие световых импульсов разных цветов по нужным правилам.

«Опубликованная работа значительно расширяет наше понимание возможных решений для самоорганизующихся диссипативных (т.е. обменивающихся энергией с внешним миром) систем. Изучение динамики и нелинейных эффектов в таких системах представляет интерес как с точки зрения теории, так и практики. Гигантские одиночные волны, топящие океанские корабли и широко обсуждающиеся в последнее время – это одно из частных решений для таких систем», – приводит пример Аполонский.

Экспериментальная часть работы и бОльшая ее расчетная часть проделаны в Новосибирском Академгородке, в Институте автоматики и электрометрии и Институте вычислительных технологий СО РАН, а также Новосибирском государственном университете. Авторы работы: Сергей Бабин, Евгений Подивилов, Денис Харенко, Анастасия Беднякова, Михаил Федорук, Владимир Калашников и Александр Аполонский. Шесть из семи авторов – выпускники Новосибирского государственного университета, получающего дополнительное государственное финансирование с целью вхождения его в число лучших мировых университетов.

STRF.ru

РЕЙТИНГ

3.78
голосов: 9

Обсуждение