Дополнительно о себе

1. Совместно с С.А.Ахмановым написан оригинальный учебник «Физическая оптика». Особенностью этой книги является то, что в ней представлена оптика эпохи лазера. Главная идея курса – в максимально полном и цельном виде изложить основы современной физической оптики как одного из центральных разделов современной физики. Такой подход потребовал отказаться от традиционного построения курса. Понятия классической и квантовой теории излучения, нелинейной физики, статистики, теории преобразования Фурье во времени и в пространстве, составляющие базу современной оптики и оптической физики, пронизывают всю книгу. В курсе значительно больше, нежели обычно в учебных пособиях, современного материала. Это – лазеры, нелинейная оптика, сверхкороткие световые импульсы и сверхсильные световые поля, новые методы оптической спектроскопии, Фурье-оптика, голография, оптическая левитация, лазерный термоядерный синтез. Книга издана издательством Московского университета в Москве и издательством Оксфордского университета в Англии. Второе издание книги на русском языке выпущено совместно издательством Московского университета и издательством «Наука» в серии «Классический университетский учебник», посвященной юбилею Московского университета. В 1998 году монография «Физическая оптика» удостоена первой премии на конкурсе учебно-методических пособий Физического учебно-научного центра «Фундаментальная оптика и спектроскопия».
2. Совместно с Ю.Е.Дьяковым написано оригинальное учебное пособие «Задачи по статистической радиофизике и оптике». В этом пособии впервые в учебной литературе представлена теория нового метода спектроскопии, основанного на применении сверхкоротких лазерных импульсов – нестационарного когерентного антистоксова рассеяния света. Показано, что этот метод позволяет определять такие параметры газообразной среды как дисперсия и время корреляции тепловых скоростей молекул.
3. Показано, что сверхкороткие лазерные импульсы можно использовать для изучения быстропротекающих процессов, в частности, процесса диффузии в газе, когда неравновесная концентрация частиц создана в очень маленькой области пространства. Одним из способов создания локальной неравновесной концентрации частиц является колебательное возбуждение молекул с помощью сфокусированных лазерных импульсов. Применительно к комбинационно-активным переходам молекул такая возможность реализуется при нестационарном когерентном антистоксовом рассеянии света (КАРС). Метод нестационарного КАРС позволяет измерять такие параметры газообразной среды, как дисперсия и время корреляции тепловых скоростей молекул. Нами установлена связь этих параметров с коэффициентом диффузии и размером молекул среды. Найдено соотношение между временем корреляции тепловой скорости и средним временем свободного пробега молекулы газообразной среды. Сделаны численные оценки для молекулярного водорода: диаметр молекулы, коэффициент самодиффузии молекул водорода при нормальных условиях.
4. Предсказано существование режима стационарного обратного вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) лазерного излучения, при котором излучение накачки почти полностью рассеивается в направлении назад, а попутное ВКР отсутствует. В этом режиме подавление попутного ВКР происходит под влиянием осевой антистоксовой компоненты рассеяния. Данный режим экспериментально реализован при жесткой фокусировке лазерного излучения в короткой кювете со сжатым водородом. При этом достигнута квантовая эффективность обратного ВКР более 90%.
5. Одной из актуальных проблем современной науки остается реализация процесса лазерного термоядерного синтеза. Для этого необходимо найти способы стабилизации пучка мощного лазерного излучения в плазме, в частности, разработать методы подавления обратного вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) света в плазме. Показано, что обратное вынужденное комбинационное рассеяние света в плазме в условиях лазерного термоядерного синтеза может быть подавлено путем быстрой частотной модуляции излучения накачки. Механизм подавления связан с быстрым перемещением в пространстве точки синхронизма, в окрестности которой процесс вынужденного комбинационного рассеяния идет наиболее эффективно. Это приводит к увеличению эффективной неоднородности плазмы и, как следствие, к уменьшению эффективной длины усиления ВКР. Оценки показывают, в частности, что для обратного ВКР на частоте, равной половине частоты накачки, можно добиться двукратного уменьшения инкремента усиления, обеспечив темп частотной модуляции накачки порядка 2% за пикосекунду. Требуемая модуляция может быть получена в цуге пикосекундных импульсов, либо в наносекундном лазерном импульсе без изменения его средней частоты за счет частотной модуляции пилообразной формы.
6. Предложена теоретическая модель для расчетов рассеяния лазерного излучения прозрачными диэлектрическими частицами, размер которых значительно превышает длину световой волны. Модель представляет собой обобщение метода геометрической оптики с учетом дифракции выходящих из частицы лучей (лучеволновое приближение). Лучеволновое приближение сравнимо по точности с дискретно-дипольным приближением, но значительно превосходит последнее по скорости счета для частиц с волновым параметром размера более 50. Лучеволновое приближение перспективно для быстрых расчетов параметров рассеяния лазерного излучения крупными биологическими частицами, такими как эритроциты и их агрегаты.