В лаборатории проводятся фундаментальные исследования во многих областях физики волн и фотоники. Сотрудники вместе с аспирантами и студентами занимаются теоретическими исследованиями взаимодействия высокоинтенсивных оптических и акустических импульсов с различными средами, включая нано- и метаматериалы. Широко исследуется эффект полного внутреннего отражения в нелинейной дефокусирующей среде. С его помощью можно реализовать отражение одного оптического пучка от другого, т.е. сделать оптический пучок непрозрачным на определенных длинах волн. С помощью дифракции оптических волн на лазерно-индуцированных неоднородностях (дефектов в виде цилиндров) можно имитировать течение сверхтекучей жидкости. Эта область исследований становится чрезвычайно важной не только для фотоники, но и физики бозе-эйнштейновского конденсата. Отметим, что в пространственных солитонах дифракционное расплывание волновых пучков уравновешивается действием распределенной нелинейной линзы, возникающей в среде под действием самого пучка. Нелинейное взаимодействие оптических пучков разных частот позволяет осуществлять полностью оптическое управление лазерными пучками без помощи зеркал, призм и линз. При этом наблюдаются эффекты отталкивания (рассеяния), притяжения (слияния), закручивания в спирали (подобно ДНК) оптических пучков. Иными словами, в нелинейной среде с помощью одного пучка можно изменять положение и направление распространения другого пучка. В периодически неоднородных средах можно возбуждать щелевые солитоны, скорость распространения которых в несколько раз меньше скорости волны в линейной среде. При определенных условиях такие солитоны становятся неподвижными. Интереснейшие явления возникают при формировании и взаимодействии предельно коротких импульсов света. Значения длительности импульсов простираются в широком интервале от нано- до фемто- и аттосекунд. С укорочением длительности импульсов качественным образом изменяются физические механизмы их воздействия на вещество. Это приводит к необходимости постоянного расширения физико-математического кругозора. Основное внимание уделяется вопросам формирования локализованных (солитонных) сгустков энергии, включая оптические, терагерцовые и акустические "пули" ("bullets"), а также короткоживущие всплески поля - "волны-убийцы" ("rogue waves"). Солитонные объекты способны распространяться без потерь энергии на расстояния, значительно превышающие дисперсионные и дифракционные длины. Данное обстоятельство является важным для создания новых систем оптической связи и обработки информации, а также увеличения их пропускной способности. Помимо применения различных аналитических методов большое внимание уделяется разработке методов компьютерного моделирования.
Данная научная группа была сформирована профессором, доктором физ.-мат.наук, лауреатом Ленинской, Государственной и Ломоносовской премий Анатолием Петровичем Сухоруковым.
Среди рассматриваемых в настоящее время задач можно выделить следующие:
Солитонные режимы распространения фемтосекундных лазерных импульсов;
Формирование уединенных волн при преобразовании частоты оптического излучения;
Нелинейные волновые взаимодействия в фотонных кристаллах и волноводах;
Исследование физических механизмов генерации терагерцовых импульсов и их взаимодействия с веществом;
Нелинейная физическая акустика и опто-акустика твердого тела.
Состав лаборатории:
