Теоретически предсказан и численно обнаружен новый эффект хаотического блуждания центра масс холодного атома в когерентном поле стоячей световой волны в высокодобротном резонаторе Фабри~-- Перо, возникающий в отсутствие каких-либо случайных флуктуаций, обусловленных спонтанным излучением. Численные эксперименты показывают, что гамильтонов хаос возникает вблизи резонанса в области значений параметров, характерных для режима сильной связи, реализованного недавно в экспериментах. Обнаруженный эффект представляет интерес для исследования квантово-классического соответствия и квантового хаоса в атомной оптике.

На примере простых моделей атома (переходы 1/2to 1/2 и 1/2 to 3/2) в приближении субдоплеровского охлаждения рассмотрено влияние пространственного поворота плоскости поляризации на радиационную силу трения для произвольных полевых конфигураций с размерностью D>1. Пространственные градиенты углов, определяющих этот поворот, приводят к появлению дополнительного вклада в силу трения, сравнимого по величине с остальными при отстройках delta порядка константы радиационной релаксации gamma. Для переходов jto j+1 этот вклад способствует субдоплеровскому охлаждению при delta

В адиабатическом приближении исследована пространственно-временная динамика распространения слабого пробного импульса в оптически плотной среде трехуровневых атомов в условиях электромагнитно индуцированной прозрачности. Обнаружен эффект пространственной локализации в среде атомной когерентности, наведенной на дипольно-запрещенном переходе. С использованием этого эффекта рассмотрена реверсивная запись (считывание) коротких импульсов света. Предложен способ обращения импульса света по времени.

Проанализирована непараксиальная динамика импульсов с малым числом колебаний светового поля в нелинейных средах с дисперсией. Показано, что самовоздействие таких предельно коротких импульсов может приводить к их самоделению.

Развита квантовая теория процесса оптического параметрического усиления при низкочастотной накачке, который реализуется в нелинейных фотонных кристаллах при последовательных взаимодействиях световых волн с кратными частотами. Прослежено пространственное изменение среднего числа фотонов и фактора Фано на сигнальной и дополнительной частотах. Показано, что на частоте сигнала, которая в 1.5 раза выше частоты накачки, можно сформировать поле с субпуассоновской статистикой фотонов.

Краткий обзор результатов классических и квантовых исследований процессов самопреобразования частоты лазерной генерации в активно-нелинейных кристаллах с регулярной доменной структурой. Представлены теоретические и экспериментальные результаты исследований квазисинхронного самоудвоения и квазисинхронного сложения частоты лазерной генерации и излучения накачки в активно-нелинейном кристалле Nd:Mg:LiNbO3 с регулярной доменной структурой. Рассмотрена возможность реализации частотно- и поляризационно-перепутанных состояний и формирования полей с субпуассоновской статистикой при последовательных нелинейно-оптических преобразованиях частоты в нелинейных кристаллах с регулярной доменной структурой.

На основе точного решения задачи для собственных волн исследована пространственная структура световых полей в металлизированном конусе, заполненном средой с комплексной диэлектрической проницаемостью. Предложено использовать кремний в качестве сердцевины оптического зонда в видимом диапазоне спектра. Продемонстрирована возможность резкого увеличения плотности световой энергии на выходе оптического зонда при использовании кремния вместо стекловолокна.

Теоретически и численно обнаружены и исследованы нелинейные динамические эффекты синхронизации и бифуркаций осцилляций Раби и осцилляций центра масс атома, движущегося в поле стоячей световой волны. Синхронизованные колебания, устойчивые к малому шуму, устанавливаются по окончании некоторого переходного процесса как при баллистическом движении атома, так и при его осцилляциях в яме оптического потенциала. Обнаружены бифуркации рождения предельных циклов разных периодов (наиболее ярко выражено утроение периода) и переход к хаотическому странному аттрактору через перемежаемость.

Изучено воздействие управляемых анизотропных потерь на топологическую структуру сложных эллиптически поляризованных световых полей. Показано, что они могут инициировать топологические реакции с рождением/аннигиляцией С-точек, седел и др. либо вызывать лишь их слабое смещение. Как сильный, так и слабый топологический отклики на возмущения могут реализоваться в едином поле на участках с различной степенью неоднородности поляризационных параметров поля.

Исследуются особенности солитонного сдвига частоты в микроструктурированном волокне в режиме, когда начальная длительность лазерного импульса существенно меньше периода колебаний комбинационной моды нелинейного материала. Характерный сдвиг частоты для субнаноджоулевых импульсов титан-сапфирового лазера с начальной длительностью около 30 фс в волокне с диаметром сердцевины около 1.6 мкм и длиной около 7 см в условиях выполненных экспериментов превышает 100 ТГц. Уменьшение начальной длительности импульса позволяет достичь существенного увеличения скорости солитонного сдвига частоты.