Conference publications

Abstracts

XIII conference

Space solitons in Kerr's medium with nonlinearity saturation: simulation of evolution

Denisov P.E., Poizner B.N., Lyachin A.V.¹, Magazinnikov A.L.¹

Russia, 634050, Tomsk, Lenin av., 36. TSU. RPF.

¹Russia, 634050, Tomsk, Lenin av., 40. TUSUR. Dep. Of Physics.

1 pp.

Подготовка в университете студентов оптических специальностей предполагает углублённое изучение ими нелинейных явлений, в частности – нелинейной рефракции. Оптимальным в дидактическом отношении является сочетание физического и вычислительного экспериментов, объединённых общим методическим подходом и моделью исследуемого явления. При разработке последнего авторы исходили из следующих дидактических задач:

1) раскрыть физический смысл временных и пространственных солитонов, познакомить с классификацией основных типов солитонов;

2) заострить внимание студентов на универсальности солитона как нелинейного феномена;

3) в ходе моделирования выяснить влияние на процесс формирования пространственного солитона насыщения нелинейности керровской среды, дифракционных эффектов, зависящих от размеров пучка, и формы профиля интенсивности;

4) исследовать влияние нелинейности и ограничения нелинейности на диаметр лазерного пучков с плоским и гауссовым профилем.

Авторами составлена программа, моделирующая распространение лазерного пучка в керровской среде с ограничением нелинейности. Программа выводит на экран эволюцию лазерного пучка, а также распределение интенсивности входного и выходного пучка. Для достижения поставленных выше дидактических целей, разработаны следующие задания студенту:

1) пронаблюдать характер эволюции световых пучков с плоским и гауссовым профилем интенсивности в линейной среде;

2) повторить предыдущее задание для среды с керровской нелинейностью;

3) определить наименьшее расстояние, начиная с которого формируется пространственный солитон, выразив его в единицах дифракционной длины;

4) провести серию вычислительных экспериментов и объяснить влияние нелинейности и ограничения нелинейности на диаметр пучков с плоским и гауссовым профилем. Построить зависимость полуширины пучка от значения интенсивости насыщения.

Чтобы активизировать аналитическую и познавательную активность студентов в контексте исследования условий формирования солитона и самофокусировки лазерного пучка, испытывающего дифракцию, предлагается ответить на контрольные вопросы.