Предельно короткие оптические импульсы в среде ориентированных углеродных нанотрубок с нелинейностью 3 и 5 порядков
Автор: Двужилов И.С., Двужилова Ю.В., Белоненко М.Б.
Журнал: НБИ технологии @nbi-technologies
Рубрика: Нанотехнологии и наноматериалы
Статья в выпуске: 2 т.17, 2023 года.
Бесплатный доступ
В работе проведено теоретическое исследование, а также численное моделирование взаимодействия трехмерных предельно коротких импульсов с неоднородным массивом ориентированных полупроводниковых углеродных нанотрубок, с нелинейности поляризации 3 и 5 порядков. Показаны результаты временной эволюции таких импульсов, зависимости напряженности импульса от параметров неоднородности массива ориентированных нанотрубок.
Предельно короткие оптические импульсы, углеродные нанотрубки, нелинейная оптика, уравнения максвелла
Короткий адрес: https://sciup.org/149143818
IDR: 149143818 | УДК: 535.3 | DOI: 10.15688/NBIT.jvolsu.2023.2.2
Extremely short optical pulses in a medium of oriented carbon nanotubes with nonlinearities of orders 3 and 5
In the work, a theoretical study was carried out as well as numerical simulation of the interaction of three-dimensional extremely short pulses with an inhomogeneous array of oriented semiconductor carbon nanotubes, with polarization nonlinearities of 3 and 5 orders. The results of the temporal evolution of such pulses and the dependence of the pulse strength on the parameters of the inhomogeneity of an array of oriented nanotubes are shown. Extremely short pulses (ESP), in this case, mean optical pulses of high intensity, containing one to five periods of the electromagnetic field, with a duration of up to 100 ps. The pulse frequency lies in the near-infrared range. A necessary condition for the stable propagation of extremely short pulses is the presence of nonlinear effects that would make it possible to compensate for their dispersion and diffraction spreading. Therefore, an array of oriented carbon nanotubes (CNTs), which have nonlinear properties, was chosen as the pulse propagation medium. The use of nonlinear optical media can be used to create coherent radiation sources, light sources with variable frequency, etc.
Список литературы Предельно короткие оптические импульсы в среде ориентированных углеродных нанотрубок с нелинейностью 3 и 5 порядков
- Бахвалов, Н. С. Численные методы (анализ, алгебра, обыкновенные дифференциальные уравнения) / Н. С. Бахвалов. - М.: Наука, 1975. -632 с.
- Белоненко, М. Б. Электромагнитные со-литоны в пучках углеродных зигзагообразных нанотрубок / М. Б. Белоненко, Е. В. Демушкина, Н. Г. Лебедев // ФТТ. - 2008. - Т. 50, №° 2. - С. 368.
- Кившарь, Ю. С. Оптические солитоны. От световодов к фотонным кристаллам / Ю. С Агра-вал, Г. П. Кившарь. - М.: Физматлит, 2005. - 648 с.
- Козлов, С. Н. Колебания и волны. Волновая оптика / С. Н. Козлов, А. В. Зотеев. - М.: Хим. фак. МГУ им. М.В. Ломоносова, 2009. - 210 с.
- Солитоны и нелинейные волновые уравнения / Р. Додд, Дж. Эйлбек, Дж. Гиббон, Х. Моррис. - М.: Мир, 1988. - 696 с.
- Couairona, A. Femtosecond Filamentation in Transparent Media / A. Couairona, A. Mysyrowicz // Physics Reports. - 2007. - Vol. 441. - P. 47-189.
- Dmitriev, V. G. Handbook of Nonlinear Optical Crystals / V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, D. N. Nikogosyan. - Springer Berlin Heidelberg, 2014. - 224 p.
- Dresselhaus, M. S. Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes / M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, P. C. Eklund. - New York: Academic Press, 1996. -965 p.
- Dresselhaus, G. Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes / G. Dresselhaus, P. C. Eklund // Journal of the American Chemical Society. - 1996. -№ 118. - P. 8987.
- Eletskii, A. V. Carbon nanotubes / A. V. Eletskii // Physics-Uspekhi. - 1997. - № 40. - P. 899.
- Fibich, G. Optical Light Bullets in a Pure Kerr Medium / G. Fibich, B. Ilan // Optics Letters. - 2004. -№ 29. - P. 887-889.
- Growth of Highly Oriented Carbon Nanotubes by Plasma-Enhanced hot Filament Chemical Vapor Deposition / Z. P. Huang, J. W. Xu, Z. F. Ren, J. H. Wang, M. P. Siegal, P. N. Provencio // Applied Physics Letters. -1998. - Vol. 73, № 26. - P. 3845.
- Growth of a Single Freestanding Multiwall Carbon Nanotube on Each Nanonickel Dot / Z. F. Ren, Z. P. Huang, D. Z. Wang, J. G. Wen, J. W. Xu, J. H. Wang, L. E. Calvet, J. Chen, J. F. Klemic, M. A. Reed // Applied Physics Letters. - 1999. - Vol. 75, № 8. -P. 1086.
- Mihalache, D. Multidimensional Localized Structures in Optical and Matter-Wave Media: A Topical Survey of Recent Literature / D. Mihalache // Romanian Reports in Physics. - 2017. - № 69. -P. 403.
- Mihalache, D. Localized Structures in Optical and Matter-Wave media: a Selection of Recent Studies / D. Mihalache // Romanian Reports in Physics. - 2021. - № 73. - P. 403.
- Sazonov, S. V. Propagation of Few-Cycle Pulses in a Nonlinear Medium and an Integrable Generalization of the Sine-Gordon Equation / S. V. Sazonov, N. V. Ustinov // Physical Review A. -2018. - №> 98. - P. 063803.
- Synthesis of Large Arrays of Well-Aligned Carbon Nanotubes on Glass / Z. F. Ren, Z. P. Huang, J. W. Xu, J. H. Wang, P. Bush, M. P. Siegal, P. N. Provencio // Science. - 1998. - Vol. 282. - P. 1105.
