Учёные Московского университета разработали инновационный квантово-механический способ аналитического вычисления нелинейной восприимчивости произвольного порядка в атомарном газе. Метод основан на непертурбативном теоретическом подходе к оценке реакции отдельного атома на мощное лазерное излучение и оригинальной методике суммирования отклика всего объёма среды. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе университета.
При воздействии лазерного света в среде возникает вектор поляризации, зависящий от интенсивности излучения. Это приводит к сложным нелинейно-оптическим эффектам — генерации гармоник, суперконтинууму, филаментации и другим. Для их точного описания необходимы тензоры нелинейной восприимчивости, которые традиционно определяются либо экспертизой и упрощёнными моделями, часто требующими дополнительной подстройки параметров.
Основой метода является «умное» суммирование вкладов всех атомов в поляризацию, что позволяет вычислить поле в конкретной точке окружающей среды. По словам ассистента кафедры МГУ Кирилла Львова, такая методика по сложности сравнима с олимпиадной задачей, но даёт результат, важный для точного моделирования.
Полученные аналитические формулы позволили вычислять нелинейную восприимчивость не только второго, но и более высоких порядков — третьего, четвёртого, пятого и выше, что значительно упрощает анализ. Профессор Сергей Стремоухов отмечает, что это помогает выявить пределы применимости стандартных разложений поляризации в ряды и исследовать генерацию излучения на конкретных длинах волн.
Кроме того, разработка открывает новые пути для определения параметров сложных многокомпонентных сред и улучшает эффективность генерации когерентного излучения в разных спектральных диапазонах.
Оформлен патент учёных СКФУ на инновационный белый свет для фар и прожекторов. Главным преимуществом модуля является равномерное излучение по всей площади с постоянной цветовой температурой, что улучшает восприятие белого света по сравнению с синим источником.