Проанализировано уравнение, обобщающее нелинейное уравнение Шредингера на случай импульсов длительностью в несколько периодов колебаний поля. Методом моментов определено изменение эффективных параметров (центра масс, длительности и ширины) волнового поля на трассе распространения импульса. Показано существование коллапса пространственной структуры, и численно исследованы особенности его формирования, связанные с укручением переднего фронта импульса.

На примере двух электронов в двойной квантовой точке в бездиссипативном приближении исследуется влияние кулоновской блокады на возможность квантового контроля электронных состояний, осуществляемого посредством воздействия на систему слабым электрическим полем (как постоянным так и переменным). Показано, что кулоновское отталкивание способствует управляемому переводу системы резонансным переменным полем и медленно меняющимся ``постоянным' из симметричной электронной конфигурации (когда на каждую квантовую точку приходится по одному электрону) в асимметричную~-- когда оба электрона локализуются в одной квантовой точке. В отсутствие кулоновского отталкивания локализация электронов в одной квантовой точке может быть получена только в сильном электрическом поле.

Исследована зависимость спектров фотолюминесценции структур с GeSi/Si(001) самоорганизующимися островками от температуры роста. Показано, что смещение пика фотолюминесценции от островков в область меньших энергий при понижении температуры роста связано с подавлением диффузии Si в островки и увеличением доли Ge в них. Обнаружен сигнал фотолюминесценции от GeSi островков в области энергий вплоть до 0.6 эВ, что значительно меньше ширины запрещенной зоны объемного Ge. Положение пика фотолюминесценции от островков хорошо описывается моделью непрямого в реальном пространстве оптического перехода с учетом реального состава и упругих напряжений островков. Получены одно и многослойные структуры с GeSi/Si(001) самоорганизующимся наноостровками, имеющими сигнал фотолюминесценции в области 1.3div2 мкм при комнатной температуре.

Представлены результаты теоретического анализа и компьютерного моделирования явления резонансного возбуждения ленгмюровских волн в процессе ионизации однородного газа полем лазерного излучения высокой интенсивности. Рассмотрены два механизма формирования неоднородных резонансных структур в разряде: плазменно-резонансная ионизационная неустойчивость, приводящая к модуляции плотности в направлении вектора электрического поля, и пробой газа в поле поперечно-неоднородного волнового пучка (``бесселев' пучок, создаваемый аксиконной линзой). В обоих случаях переход плотности плазмы через критическое значение сопровождается интенсивной генерацией ленгмюровских волн, формированием быстрых ионизационных фронтов и установлением долгоживущих квазитурбулентных состояний.

Исследован эффект нелинейного резонансного вращения плоскости поляризации электромагнитного излучения в условиях когерентного пленения населенности в парах 87Rb на переходе F=2arrow F'=1 линии D1 в широком диапазоне изменения параметров эксперимента. Обнаружена немонотонная зависимость угла поворота от интенсивности лазерного излучения и приложенного магнитного поля. Обсуждается влияние оптической откачки населенности на уровень F=1. Экспериментально продемонстрировано двукратное увеличение угла поворота плоскости поляризации при компенсации откачки.

Проведено исследование распространения интенсивного (I le 1016 mbox{Вт}/mbox{см}2) фемтосекундного лазерного излучения с длительностью sim100 фс через газонаполненные диэлектрические капилляры. Продемонстрирована транспортировка излучения мощностью до 0.2 ТВт на трассах длиной до 20 см с эффективностью прохождения sim 45 % и поперечной структурой пучка на выходе, близкой к фундаментальной моде капилляра, в условиях ионизации газа. Исследована трансформация спектра лазерного импульса в зависимости от входной интенсивности. Экспериментально продемонстрирована компрессия импульсов до длительности sim30 фс за счет компенсации ионизационной фазовой самомодуляции в линейном дисперсионном элементе на выходе капилляра.

Исследованы квантовые состояния 2D электронов в периодическом потенциале без центра инверсии в присутствии постоянного магнитного поля. Показано, что энергетический спектр в магнитных подзонах не симметричен относительно центра магнитной зоны Бриллюэна: E({bf k})ne E(-{bf k}). Исследованы особенности (точки ветвления фазы) электронной волновой функции в {bf k}-пространстве, определяющие закон квантования холловской проводимости sigma_{xy}. Установлено, что при некоторых критических значениях параметра, характеризующего нарушение инверсионной симметрии решетки, происходит резкая смена числа точек в магнитной зоне Бриллюэна и соответствующих значений топологических инвариантов, определяющих холловскую проводимость заполненных подзон. Отмечено, что в отсутствие центра инверсии решетки, помещенной в магнитное поле, продольная проводимость не инвариантна по отношению к замене знака электрического поля, а в переменном электромагнитном поле должен возникать фотогальванический эффект.

Показано, что эффективность генерации аттосекундных импульсов и высоких гармоник излучения при ионизации возбужденных молекулярных структур мощным фемтосекундным оптическим импульсом может значительно превосходить эффективность аналогичных процессов в атомных системах. Это обусловлено присутствием делокализованной компоненты в электронном волновом пакете неравновесных молекулярных состояний, что увеличивает число частиц, эффективно участвующих в генерации тормозного излучения в процессе возвратных соударений ускоренных лазерным полем электронов с молекулярным остовом. Приведенные расчеты подтверждают, что при оптимизации нелинейного отклика молекулярных систем в процессе ионизации возможно создание компактных источников когерентного вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) и рентгеновского излучений с яркостью на уровне, достигнутом в настоящее время только на крупномасштабных ускорительных комплексах с лазерами на свободных электронах.

Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований, позволивших на основе эффекта черенковского сверхизлучения осуществить генерацию электромагнитных импульсов с пиковой мощностью, превосходящей мощность электронного потока. При токе инжекции 2.6 кА, энергии частиц 330 кэВ мощность СВЧ импульсов с центральной частотой 9.3 ГГц и длительностью 0.5 нс достигала 1.2 ГВт.

Найден новый класс уединенных решений волнового поля, описывающий распространение в нерезонансной среде солитоноподобных структур циркулярно поляризованного излучения с произвольным числом осцилляций поля. Особенностью этих решений является их плавная перестройка от солитонов шредингеровского типа, соответствующих длинным импульсам со многими осцилляциями, до предельно коротких, фактически, однопериодных видеоимпульсов. Рассмотрена реализуемость таких солитонных структур для поля с линейной поляризацией и численно показана их структурная устойчивость.