Продемонстрирована возможность управления эффективностью генерации второй гармоники фемтосекундными импульсами. С помощью фазового сдвига в определенном сечении среды реализуется переключение с низкоэффективного состояния генерации на высокоэффективное состояние (и наоборот). Контрастность переключения по эффективности преобразования достигает 4 (и более) единиц, а по пиковой интенсивности в центре импульса --- 9 единиц. На основе обнаруженного эффекта предлагается новый класс оптических переключателей.

Изучается нелинейное взаимодействие волн в периодической структуре, образованной чередующимися слоями полупроводника и диэлектрика и помещенной во внешнее магнитное поле. Для теоретического исследования нелинейных процессов применяется методика "трехволновых взаимодействий". Показано, что характер нелинейных явлений в среде с трансляционной симметрией и в однородной среде различен. Проанализированы условия резонансного взаимодействия первой и второй гармоник. Показано, что возбуждение второй гармоники может происходить как при взаимодействии первых пространственных гармоник, распространяющихся в одном направлении, так и при распространении их в противоположных направлениях, что возможно именно в периодических структурах. Рассмотрены резонансные явления, приводящие к повышению эффективности генерации гармоник.

Предложен способ восстановления функции распределения электронов по энергии (ФРЭЭ) как суммы второй производной электронного тока на зонд и величины, пропорциональной его первой производной. Решением модельных задач для типичных распределений в плазме показано, что предлагаемый метод позволяет уменьшить в несколько раз систематическую погрешность восстановления ФРЭЭ по сравнению с традиционными методиками ленгмюровского и диффузионного зондов. Данный метод применим в широком диапазоне отношения радиуса зонда к длине свободного пробега электронов. Предложенный метод используется в данной работе для определения распределения быстрых неравновесных электронов в послесвечении разряда в неоне, а также для определения температуры максвелловских электронов в низкоэнергетической области в послесвечении разряда в азоте.

На основе обнаруженного в рамках компьютерного моделирования явления катастрофического и несимметричного изменения эффективности процесса генерации второй гармоники высокоинтенсивных фемтосекундных импульсов при отстройке от фазового синхронизма предложен простой способ экспериментальной проверки предсказанного ранее бистабильного режима конверсии частоты. Результаты компьютерного моделирования подтверждены аналитическими зависимостями, полученными в приближении длинных импульсов.

Сформулирована теория возмущения, которая позволила рассчитать влияние тепловой нелинейности (ТН), обусловленной температурной зависимостью теплофизических величин сильнопоглощающих и низкотеплопроводящих систем на параметры фотоакустического (ФА) сигнала при ее газомикрофонной регистрации. Установлено, что зависимость амплитуды ФА-сигнала от интенсивности падающего луча I0 определяется зависимостью температуры освещенной поверхности образца от I0 и является достаточно сложной, вместо ожидаемой квадратичной; для предельных случаев (musbeta<< 1 и musbeta>> 1) этот вклад в амплитуду ФА-сигнала определяется простыми выражениями, что весьма удобно для определения термических коэффициентов теплофизических параметров исследуемых сред. Обнаружено, что существенное влияние ТН на фазу ФА-сигнала проявляется в области частот, удовлетворяющих условию musbeta~ 1, а для предельных случаев это влияние незначительно. Предложена теория генерации второй гармоники ФА-сигнала, обусловленной температурной зависимостью теплофизических величин буферного газа и образца. Показано, что амплитуда этого сигнала квадратично зависит от интенсивности падающего луча, а от частоты зависит как omega-3/2 при musbeta>> 1 и omega-5/2 при musbeta<< 1. PACS: 43.45.Ud

Проанализировано влияние взаимодействия вихрей Абрикосова с намагниченностью на продольную вихревую неустойчивость в слоистой структуре ферродиэлектрик--сверхпроводник второго рода. Показано, что в окрестности ориентационного фазового перехода в магнетике, где поперечная магнитная восприимчивость велика, величина продольного критического тока в структуре может быть почти в 1.5 раза меньше, чем в изолированном сверхпроводнике. Причиной этого является компенсация источников поля рассеяния вне сверхпроводника "магнитными зарядами", возникающими из-за скачка поперечной намагниченности на поверхности магнетика. Рассматривается структура со сверхпроводником, толщина которого значительно превышает лондоновскую глубину проникновения магнитного поля и длину волны критической моды, поэтому (ввиду отсутствия качественных массивных высокотемпературных сверхпроводников) для экспериментального исследования описанного явления следует использовать традиционные низкотемпературные сверхпроводники.

При низких тепературах в кристаллах тепло распространяется в виде коллективных возбуждений --- волн второго звука. Рассмотрено, как при этом из формы теплового импульса определить параметры фононной системы кристалла.

Рассмотрена упрощенная феноменологическая теория температурных зависимостей упругих постоянных второго порядка (УПВП) кристаллов. Рассчитаны температурные зависимости УПВП для ряда кубических кристаллов с различными типами преимущественной химической связи. Получено удовлетворительное соответствие результатов расчета с экспериментальными данными.

Методом генерации второй гармоники (ГВГ) на длине волны 1.06 mum исследована нелинейная оптическая восприимчивость второго порядка в поликристаллических молекулярных материалах, относящихся к группе халконов. Часть из исследованных соединений обладает большой нелинейной активностью и прозрачна в синей области спектра. Измеренная величина макроскопической нелинейной поляризуемости chi2 сравнивалась с расчетными значениями beta-тензора молекулярной поляризуемости второго порядка. Показано, что наблюдаемая в отдельных халконовых соединениях большая нелинейная оптическая поляризуемость связана с типом кристаллической симметрии.

Получены новые гребнеобразные сополимеры сложных эфиров метакриловой кислоты с оптически нелинейным хромофором --- производным 4'- (4-нитробензилиденамино)фенола в боковой цепи. Изучены процессы принудительной ориентации в электрическом поле ковалентно связанных с основными цепями нелинейных оптических хромофоров, а также влияние условий ориентации на нелинейную оптическую активность второго порядка полимерных пленок. Показана связь химической структуры и состава сополимеров с величиной и стабильностью поверхностного электронного потенциала соответствующих пленок. Установлено, что при максимальном приближении области однородности электрического поля в образце к его толщине достигаются максимальная степень ориентации хромофорных групп в объеме полимера и, как следствие, высокая интенсивность сигнала второй гармоники.