Показано, что полые фотонно-кристаллические волокна со специальным профилем дисперсии обеспечивают выполнение условий фазового синхронизма для нелинейно-оптических взаимодействий мощных фемтосекундных импульсов в режиме изолированных волноводных мод, локализованных в полой сердцевине волокна. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования четырехволнового взаимодействия импульсов основного излучения и второй гармоники хром-форстеритового лазера с начальной длительностью около 50 фс и интенсивностью порядка 1014 Вт/см2 в волноводных модах полого фотонно-кристаллического волокна с диаметром сердцевины около 13 мкм.

Показано, что квазирелятивистская динамика антиферромагнитных вихрей на квазирелятивистской доменной границе ортоферрита иттрия вызвана необычно большой гироскопической силой.

Описаны три принципиально новых экспериментальных прототипа оптоволоконных схем квантовой криптографии, которые существенно проще имеющихся, более устойчивы в работе, содержат меньшее число оптических оптоволоконных компонентов и не требуют подстройки во время генерации ключа. Данные криптосистемы естественно назвать квантовой криптографией на временных сдвигах. Данные схемы реализуют протокол B92 и используют в качестве информационных состояний пару неортогональных однофотонных квантовых состояний. Одна из схем не использует оптоволоконных интерферометров типа Маха--Цандера, что позволяет естественным образом реализовать мультиплексный режим передачи секретного ключа.

На примере протокола B92 с учетом реального затухания и сбоя фазы сигнальных когерентных состояний в одномодовом оптоволокне получена простая оценка критической длины квантового канала связи, до которой возможно секретное распространение ключа.

Исследованы тепловые свойства~-- теплоемкость, теплопроводность и коэффициенты теплового расширения~-- монокристалла квазиодномерного соединения с переменной валентностью beta -Na0.33V2O5. С понижением температуры это соединение последовательно испытывает структурный (TSsim 230 K), зарядовый (TCsim136 K) и магнитный (TNsim22 K) фазовые переходы. Структурный переход при TS, связанный с упорядочением ионов Na, и зарядовое упорядочение при TC, связанное с перераспределением заряда по позициям ионов V, сопровождается аномалиями на температурных зависимостях всех изученных свойств. Магнитное упорядочение при TN, связанное с установлением скошенной антиферромагнитной структуры, проявляется лишь в виде аномалии на температурных зависимостях коэффициентов теплового расширения.

Описан прототип новой системы квантовой криптографии. Подобные криптосистемы естественно называть квантовой криптографией на временных сдвигах. Схема реализует все базовые квантовые криптографические протоколы (BB84, B92, BB84(4+2)) в рамках единой оптоволоконной системы. Схема не использует оптоволоконных интерферометров типа Маха-Цандера, что позволяет естественным образом реализовать мультиплексный режим передачи секретного ключа, а также естественным образом интегрировать данную квантовую криптографическую схему в традиционные оптоволоконные телекоммуникационные системы. Предлагаемый метод временного кодирования в квантовой криптографии позволяет принципиально упростить экспериментальные схемы и вообще избавиться от наиболее тонкой оптоволоконной части~-- интерферометра. По сути, принципиальное отличие метода временного кодирования от метода фазового кодирования состоит в том, что из метода фазового кодирования выброшена та часть, которая использует фазовые соотношения в суперпозиции между ``частями' квантового состояния, и оставлена лишь часть, использующая принцип разделения по времени. Принцип разделения по времени~-- общий для обоих методов и является минимально необходимым, в отличие от принципа фазового кодирования, который может быть вообще исключен. Проведено краткое сравнение нашей схемы с двумя наиболее развитыми схемами с фазовым кодированием (без самокомпенсации и с пассивной самокомпенсацией).

Мелкодисперсные порошки карбонизатов исследованы с целью выявления их пригодности для получения гиперполяризованных благородных газов. В температурных и частотных зависимостях времен спинD решеточной релаксации магнитных моментов ядер 3He, 1H, 13C, полученных в широком диапазоне температур и магнитных полей, обнаружены аномальные особенности, обусловленные подавлением обмена между поверхностными парамагнитными центрами магнитным полем. Показано, что основным каналом утечки спиновой поляризации ядер благородных газов является взаимодействие с магнитными моментами ядер 1H, расположенных вблизи парамагнитных центров.

Экспериментально исследованы процессы генерации третьей гармоники и суммарной частоты фемтосекундных импульсов лазера на хром-форстерите в квадратично-нелинейных азополимерных пленках. Разработанная и реализованная в настоящей работе методика, основанная на неколлинеарных схемах генерации суммарной частоты и третьей гармоники, позволяет экспериментально наблюдать влияние временной упорядоченности сверхкоротких световых импульсов на нелинейно-оптические взаимодействия. Переход молекул азополимера в электронно-возбужденное состояние и формирование колебательных волновых пакетов под действием фемтосекундных лазерных импульсов приводят к асимметрии зависимости эффективности квадратичных и кубичных по полю нелинейно-оптических процессов от времени задержки между импульсами накачки.

При одноосном сжатии гетероструктур GaAs/Al0.5Ga0.5As p-типа наблюдается развитие магнитного пробоя между расщепленными по спину подзонами основного состояния двумерных тяжелых дырок. Это явление служит прямым экспериментальным подтверждением сильного качественного изменения с одноосной деформацией энергетического спектра в этих структурах, которое было получено с помощью численных расчетов и согласно которому спиновое расщепление подзон при сжатии уменьшается, а контуры поверхности ферми-дырок в обеих подзонах касаются друг друга в направлении сжатия в области давлений 2.5 кбар.

Показано, что волноводные режимы нелинейно-оптических взаимодействий позволяют снизить уровень квантовых шумов в спектрах когерентного комбинационного рассеяния света (ККР). Получены выражения для оптимальной длины волновода, обеспечивающей максимальное значение квантового предела отношения сигнала к шуму в волноводном ККР, и найдена максимальная величина этого отношения в квантовом пределе с учетом явления оптического пробоя. Определены условия, при которых квантовый предел отношения сигнала к шуму для ККР-спектроскопии газовой фазы, основанной на использовании фемтосекундных лазерных импульсов, может быть увеличен более чем на четыре порядка по сравнению с режимом жесткой фокусировки.