Распространение и нелинейное взаимодействие гауссовых, бесселевых и сингулярных световых пучков в пространственно неоднородных средах : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / научный руководитель А. Л. Толстик

Abstract

Объектом исследования являлись схемы и методы формирования сингулярных и бесселевых световых пучков, а также механизмы воздействия импульсных световых пучков сложной пространственной структуры на поглощающие среды. Целью работы является разработка интерференционно-голографических методов формирования световых пучков с заданной пространственной и топологической структурой и установление закономерностей распространения и взаимодействия таких пучков в средах с оптически индуцированными неоднородностями и нелинейностями различного типа. Основными методами работы являются: теория волновых процессов в нелинейных оптических системах, методы математической физики, вычислительные методы, экспериментальные методы исследования нелинейного взаимодействия световых пучков. В результате выполненной работы разработаны новые интерференционно-голографические методы формирования световых пучков с заданной пространственной и топологической структурой. В том числе, разработаны компьютерно-синтезированные дифракционные оптические элементы, позволяющие формировать сингулярные и бесселевые световые пучки; определены параметры оптической схемы формирования импульсных сингулярных и бесселевых световых пучков высоких порядков, позволяющие произвести эффективное преобразование светового пучка с гауссовым профилем интенсивности в пучок с заданным распределением интенсивности и фазы. Разработана экспериментальная установка и реализованы методы голографической записи в фоторегистрирующих слоях транспарантов, позволяющих формировать вихревые оптические пучки, а также бесселевые световые пучки нулевого и первого порядка, изготовлены тестовые образцы фазовых транспарантов. Теоретически и экспериментально исследованы процессы самовоздействия и взаимодействия гауссовых, сингулярных и бесселевых световых пучков в средах с различным типом нелинейности. Научная новизна и практическая значимость проделанной работы заключается в разработке новых интерференционно-голографических методов формирования световых пучков с заданной пространственной и фазовой структурой, исследовании механизмов формирования нелинейного оптического отклика поглощающих жидкостей под действием пространственно-неоднородного импульсного лазерного излучения и разработкой новых оптических методов управления пространственно-временной, поляризационной и топологической структурой лазерного излучения.