Цифровая оптическая обработка информации и оптические вычисления (физические основы) Николай Николаевич Розанов. - презентация

1 Цифровая оптическая обработка информации и оптические вычисления (физические основы) Николай Николаевич Розанов

2 2. Нелинейное распространение излучения Оптическая нелинейность Квазиоптическое уравнение Приближение среднего поля Нелинейные волны – волны переключения и солитоны

3 ОПТИЧЕСКИЕ НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ Оптические гармоники, суммарные и разностные частоты Вынужденное рассеяние Эффекты самовоздействия

4 ОПТИЧЕСКАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ Микроскопический и феноменологический подходы Уравнение для матрицы плотности Двухуровневая схема a b

5 Феноменология Нерезонансная кубическая нелинейность Фиксированная поляризация Инерционный отклик

6 ИСХОДНЫЕ УРАВНЕНИЯ Немагнитная среда (магнитная проницаемость без зарядов и токов. Исключаем H из ур. Максвелла Материальные уравнения

7 К выводу квазиоптического уравнения Частотная дисперсия Введение огибающей (компл. амплитуды)

8 Приближение медленно меняющейся огибающей Н.Н. Розанов. Оптическая бистабильность и гистерезис в распределенных нелинейных системах. М.: Наука, 1997

9 Квазиоптическое уравнение

10 Частные случаи Уравнение переноса Дифракция монохроматич. излучения n = 1, 2, (3?)

11 Частные случаи Дифракция импульсного излучения Дисперсионные искажения импульсов

12 Нелинейные искажения Нелинейное вращение эллипса поляризации Фиксированная поляризация

13 Самофокусировка, самомодуляция,... НУШ Ударные волны

14 Приближение среднего поля (усреднение по некоторым из простр. координат) z x Пример: кольцевой интерферометр

15 Нелинейные волны – волны переключения и солитоны x I x I

16 ОПТИЧЕСКИЕ СОЛИТОНЫ - локализованные сгустки света, не расплывающиеся в процессе нелинейного распространения (частицеподобные волновые пакеты) Линейная среда: дифракционное/дисперсионное расплывание Нелинейная среда: нелинейность показателя преломления (самофокусировка) нелинейность усиления-поглощения... Солитон как бит информации

17 ОПТИЧЕСКИЕ СОЛИТОНЫ- обзор Когерентные солитоны: солитоны огибающей и непараксиальные солитоны. Стационарные солитоны и бризеры. Консервативные и диссипативные солитоны. Некогерентные солитоны. Пространственные, временные и пространственно-временные солитоны. Солитоны в периодически неоднородных средах (схемах)