Архив публикаций

Тезисы

XIII-ая конференция

Пространственные солитоны в керровской среде с насыщением нелинейности: моделирование эволюции

Денисов П.Е., Пойзнер Б.Н., Лячин А.В.¹, Магазинников А.Л.¹

Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36. ТГУ. РФФ.

¹Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40. ТУСУР. Каф. физики.

1 стр.

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.