Для дослідження структури теплової лінзи, що наводиться в активному стержні Nd:АIГ-лазера при неперервній накачці, було використано інтерферометр Маха-Цендера і електронну спекл інтерферометричну систему. Показано, що аберації теплової лінзи малі, відіграють роль збурень і призводять до виходу в генерацію всіх тих поперечних мод, підсилення яких в резонаторі переважає втрати. Показано, що при зміні рівня накачки відбувається зміщення оптичної осі лінзи та поворот її головних площин.

Уперше запропоновано активне середовище для лазера на самообмеженому переході 451,1 нм атома індію - імпульсно-періодичний розряд у парі йодиду індію. Вивчено спектри випромінювання розряду та поглинання у спектральному інтервалі 220 - 500 нм. Доведено перспективність вказаної системи для створення ефективного лазера в синій області спектра.

На базі S-матричного формалізму Гелл-Мана та Лоу досліджено динаміку взаємодії багатоелектронного атома з одномодовим і багатомодовим лазерними імпульсами. Розглянуто трифотонний перехід 6S-6F в атомі Cs. Показано, що динамічне зміщення атомної лінії за дії багатомодового лазерного імпульсу значно більше, ніж відповідне зміщення за дії одномодового імпульсу. Розглянуто нові перспективи використання фотонної (багатофотонної) луни як фізичного принципу для реалізації нейромереж у системах обробки оптичної інформації. Проаналізовано функціонування оптичної нейромережі на базі ефекту трифотонної луни. Останній використано для високоефективної реалізації в оптиці нейромережі з запізненням для обробки ускладненої послідовності образів.

Вивчено взаємний вплив електронної і коливальної релаксацій ексимерних молекул. Обговорюється прояв цієї кінетичної кореляції під час вимірювання кінетичних параметрів. Досліджено явища відхилення коливальних розподілів від больцманівського типу, кінетику імпульсної люмінесценції, динаміку наносекундного відновлення коефіцієнта підсилення світла в імпульсному лазері, вплив коливальної релаксації на константи швидкості гасіння люмінесценції.

В роботі досліджувалася динаміка зміни інтенсивності фотолюмінесценції (ІФЛ) зразків поруватого кремнію (ПК), які під час їх старіння на повітрі зазнають дії лазерного опромінення (337 нм, 3.7 мВт). З'ясувалося, що під впливом УФ-опромінення ІФЛ швидко зростає і через кілька годин досягає "плато". Подальше опромінення призводить до спадання інтенсивності, що пояснюється ефектом втоми люмінесценції. В той же час для зразка, що не опромінювався, ІФЛ майже не змінюється за час експерименту. Виявилося, що на етапі початкового монотонного наростання ІФЛ після короткочасного (1-2 хвилини) припинення освітлення зразка лазером на кривій еволюції ІФЛ спостерігається аномалія у вигляді невеликого сплеску вниз, тоді як на ділянках монотонного спадання кривої ІФЛ ця аномалія являє собою сплеск угору. У випадку довготривалого (десятки годин) припинення освітлення аномалія була однотипною для всіх ділянок кривої ІФЛ. Описані результати пояснюються впливом двох конкурентних факторів: втоми люмінесценції та формування під дією світла нестабільних (молекулярних) хімічних зв'язків, які можуть перетворюватися на стабільні атомні.

Для створення фотонних систем важливими є методи числового моделювання. Ретельний вибір числової моделі для кожного елемента мережі зменшує час обчислення. Запропоновано новий метод добування параметрів, заснований на аналізі ват-амперної характеристики і малосигнального відгуку для двох різних робочих пунктів. Метод дозволяє знаходити усі необхідні параметри швидкісного рівняння. Добування і порівняння параметрів, використання даних, виміряних у різних робочих пунктах дозволяє оцінити справедливість різних моделей швидкісного рівняння для деякого перевіряльного пристрою. Наведено оцінку експериментальных даних.

При создании фотонных систем важны методы численного моделирования. Для уменьшения времени вычисления тщательно выбирается численная модель для каждого элемента сети. Предложен новый метод извлечения параметров, основанный на анализе ватт-амперной характеристики и малосигнального отклика для двух различных рабочих точек. Метод позволяет определять все требуемые параметры скоростного уравнения. Извлекая и сравнивая параметры, использующие измеряемые данные, полученные в различных рабочих точках, возможно оценить справедливость различных моделей скоростного уравнения для некоторого проверяемого устройства. Продемонстрирована оценка экспериментальных данных.

For the design of photonic networks, numerical simulations are of importance. To reduce the computing time the numerical model for each network component has to be chosen carefully. We present a new parameter extraction method based on measurements ofthe power-versus-current characteristic, and the small signal response function for two different operating points. The method allows the unique determination of all required rate equation parameters. By extracting and comparing parameters using measureddata registered at different operating points it is possible to assess the validity of different rate equation models for a certain device under test. This is demonstrated by the evaluation of experimental data.

Розглянуто основні результати гіперзвукових досліджень квантових резонансних явищ у діелектричних та напівпровідникових кристалах з домішковими парамагнітними центрами, отримані в ІРЕ НАНУ. Основну увагу приділено акустичному парамагнітному резонансу (АПР) на гіперзвукових хвилях. Показано, як на основі досліджень цього ефекту було створено новий ефективний метод гіперзвукової АПР-спектроскопії, який дозволяє одержувати прямі та точні відомості про структуру енергетичного спектра та електрон-фононну взаємодію домішкових парамагнітних центрів у діелектричних та напівпровідникових кристалах. Описано квантові ефекти фазерної генерації когерентних фононів та генерації мікрохвильових фотонів лазерного типу в інтенсивному полі штучних гіперзвукових резонансних фононів, що їх вивчено методом гіперзвукової АПР-спектроскопії. Запропоновано метод дослідження квантових ефектів у твердих тілах за допомогою довгоживучих штучних гіперзвукових фононів, які виникають в умовах акустичної стохастичної нестійкості.

Розглянуто напружені GaInAsSb-GaSb і InAsSb-InAsP структури на квантоворозмірних шарах з довжиною хвилі випромінювання у середньому інфрачервоному діапазоні. З урахуванням кулонівського тяжіння, що з'являється в результаті інжекції носіїв, з'ясовано можливість лазерного випромінювання за кімнатної температури у структурах на основі GaSb з гетеромежею другого типу. У структурах на основі InAs, зрощених методом MOVPE, може мати місце упорядковане наведене зменшення забороненої зони, що призводить до зміни гетеромежі другого типу на перший. Розраховані оптичні переходи з застосуванням ефекту упорядкування відповідають наведеним раніше результатам, а також проведеним вимірюванням фотолюмінесцентного спектра. Обидва явища мають враховуватися під час створення нових Sb-вміщуючих квантоворозмірних структур з випромінюванням у середньому ІЧ-діапазоні.

Рассмотрены напряженные GaInAsSb-GaSb и InAsSb-InAsP структуры на квантоворазмерных слоях с длиной волны излучения в среднем инфракрасном диапазоне. В результате инжекции носителей возникает кулоновское притяжение, поэтому возможно лазерное излучение при комнатной температуре в структурах на основе GaSb с гетерограницей второго типа. В структурах на основе InAS, выращенных методом MOVPE, может иметь место упорядоченное наведенное уменьшение запрещенной зоны, что приводит к изменению гетерограницы второго типа на первый. Рассчитанные оптические переходы с использованием эффектов упорядочения соответствуют ранее приведенным результатам и проведенным измерениям фотолюминесцентного спектра. Оба явления должны быть приняты во внимание при создании новых Sb-содержащих квантоворазмерных структур с излучением в среднем ИК-диапазоне.

We report the study of compressively strained GaInAsSb-GaSb and InAsSb/InAsP multi-quantum wells for emission in the mid-infrared region. Taking into account the Coulomb attraction, induced by carrier injection, we explain why room temperature lasing is possible in the GaSb-based structures, which have a type-II band alignment. In InAs-based structures grown by MOVPE, ordering induced band gap reduction could be present, what changes the theoretically type-II to a type-I band aligment. Calculated optical transitions, using ordering effect, agree with the reported data and our photoluminescence measurements. These two effects, coulombic attraction and ordering effect, must be taken into account for the design of new Sb-based mid-infrared MQW emittingstructures.

Наведено результати дослідження емісійних спектрів металів, випаровуваних цугом гігантських лазерних імпульсів в повітрі при атмосферному тиску. Показано, що при дії послідовності імпульсів, які слідують з інтервалом близько 10 мкс, область ерозійного факелу, що відповідає випромінюванню атомів випаровуваної речовини, істотно віддаляється від області випромінювання суцільного спектру. В результаті різко зростає чутливість якісного аналізу складу матеріалу. Для кількісного аналізу складу необхідно здійснювати вибір пар спектральних ліній, відмінний від такого для методів дугового чи іскрового емісійного аналізів.

Для вивчення електронних властивостей гетеропереходів Si нанокристалічна (nc-Si) плівка / Si монокристал (c-Si) використано метод температурних залежностей поверхневої фото-ерс. Досліджено два типи зразків, одержаних лазерною абляцією c-Si мішені з осадженням nc-Si плівок на підкладки, віддалені від мішені, та на площину мішені. Розраховано температурні залежності концентрації носіїв заряду, захоплених на пастки межі поділу гетеропереходу, розподіл густини граничних електронних станів за енергією. З'ясовуються зв'язки між умовами одержання гетеропереходів та їх граничними електронними властивостями.

Подано результати експериментальних досліджень збурення атомів під дією лазерного випромінювання за умов, коли енергія рівня, зміщеного внаслідок ефекту Штарка, наближається до енергії сусіднього рівня.

Методом електронно-зондового мікроаналізу визначали просторовий розподіл чужорідних атомів в алюмінієвих зразках після впливу на їх поверхню випромінювання лазера, що працював в режимі модульованої добротності. Отримано зображення шліфа у відбитих електронах та характеристичних випроміненнях заліза, вуглецю та кисню, а також оже-спектр, який характеризує елементний склад ділянки шліфа. Показано, що реальні глибини проникнення атомів з поверхні, яка зазнала імпульсного лазерного впливу, значно перевищують розміри, які визначаються при застосуванні радіоактивних ізотопів, але не перевищують меж області механічного впливу лазерного випромінювання.

Запропоновано модифіковану модель для опису росту тріщини на базі підходів теорії ймовірності з використанням двопараметричного розподілу Вейбулла. В усі отримані рівняння цієї моделі явно входять напруження. В основі моделі лежать різницеві рівняння росту тріщини. Ефективність методу проілюстровано на прикладі прогнозу росту тріщини та довговічності зразків з лазерно зміцненої середньовуглецевої сталі за умов закручування. Проаналізовано характер росту тріщини та особливості зламів.

Рівняння сильного зв'язку для амплітуд переходів використано для дослідження іонізації воднеподібних атомів інтенсивним монохроматичним лазерним полем. Ортогональний нормалізований базис, в якому розв'язок залежного від часу рівняння є розширеним, містить незбурені хвильові функції дискретного спектра та узагальнені кулонівські хвильові функції континууму. Для дослідження рівнянь сильного зв'язку використано той факт, що зв'язано-вільні та вільно-вільні переходи є ефективними в різних областях комплексної площини часу. Сформульовано спрощені рівняння, а рівняння для зв'язано-вільних переходів зведено до звичайних диференціальних рівнянь. Рівняння для вільно-вільних переходів розв'язано з використанням квадратур. Отримано результати з іонізації атома водню з основного стану в сильному та надсильному лінійно поляризованих полях. Наведено енергетичні розподіли електронів та їх розподіли за кутовими моментами. Показано, що у цьому випадку основний стан повністю розпадається, а вільно-вільні переходи грають визначну роль у динаміці процесу. Враховано також електронні переходи з континууму на вищі рідбергівські стани. Знайдено, що загальне заселення всіх рідбергівських станів є меншим, ніж 5 %. Обговорено область застосованості підходу. Наведено порівняння з числовими результатами, отриманими іншими авторами.

Подано огляд розвитку ідеї ренормалізаційної групи, запропонованої у квантовій теорії поля М. М. Боголюбовим у середині п'ятдесятих років. Розглянуто поширення цієї ідеї в інших областях фізики та вказано на її тісний зв'язок з поняттям функціональної автомодельності. Ефективність розвинутого підходу продемонстровано шляхом його застосування для аналізу лазерного самофокусування у нелінійному середовищі.

З позиції прикладної оптоелектроніки класифіковано пристрої керування лазерним пучком, одним з різновидів яких є акустооптичні, що використовуються в системах оптичного запису інформації, обробки радіооптичних сигналів. Стисло викладено історію розвитку фізичної та прикладної закордонної, країн СНД і вітчизняної акустооптики. Доведено, що базовим елементом акустооптичних пристроїв керування амплітудою, фазою, частотою і напрямком пучка є акустооптична комірка. Запропоновано трактування визначень акустооптичних пристроїв - акустооптичних модулятора, лінії затримки, затвора, дефлектора, сканера, фільтра.

С позиций прикладной оптоэлектроники проведена классификация устройств управления лазерным пучком, одной из разновидностей которых являются акустооптические, используемые в системах оптической записи информации, обработки радиооптических сигналов. Кратко изложена история развития физической и прикладной зарубежной, стран СНГ и отечественной акустооптики. Показано, что базовым элементом акустооптических устройств управления амплитудой, фазой, частотой и направлением лазерного пучка является акустооптическая ячейка. Предложена трактовка определений акустооптических устройств - акустооптических модулятора, линии задержки, затвора, дефлектора, сканера, фильтра.

The laser beam control units, the acoustooptic units used in the systems of information optic recording, radio optic signals being among them, are classified in the context of the applied optoelectronics. A short retrospective journey into the historyof foreign, CIS and domestic physical and applied acoustooptics is made. It is shown that the base element of acoustooptic devices, which controls the amplitude, phase, frequency and direction of the laser beam, is the acoustooptic cell. Interpretation of the acoustooptic devices - acoustooptic modulator, delay line, shutter, deflector, scanner, filter - is given.

На основі літературних даних і результатів робіт, виконаних за участю автора, подано короткий огляд можливостей мас-спектрального методу (МСМ) для аналізу та дослідження водню в сталях. Показано, що для сучасних мас-спектрометрів характерні компактність, швидка дія, висока роздільна здатність і чутливість, можливість виконувати аналіз у широкому діапазоні мас без будь-яких обмежень для легких елементів, у тому числі водню. МСМ дуже ефективний для визначення водню при малій кількості проби, в суміші газів і для роздільного аналізу на поверхні та в об'ємі металу. Для вивчення локального розподілу водню зручний МСМ із лазерним зондом. В дослідженнях водню в сталях МС вторинних іонів належить особливе місце, яке зумовлюється такими її характеристиками і перевагами, як висока чутливість, можливість визначати водень і його хімічні сполуки в моноатомних шарах, досліджувати розподіл водню методом вторинно-іонних зображень. Метод високотемпературної мас-спектрометрії доцільно використовувати для аналізу джерел надходження водню в сталь при металургійних, електрометалургійних і зварювальних процесах.

Розглянуто питання використання числового методу трансформації Фур'є для аналізу частотних характеристик динамічної трирівневої моделі напівпровідникового квантоворозмірного лазера. Запропоновано методику проведення числового експерименту з розрахунку передаточної характеристики моделі лазера. Даний метод придатний для моделювання активних систем волоконно-оптичної лінії зв'язку.

Рассмотрены вопросы использования численного метода трансформации Фурье для анализа частотных характеристик динамической трехуровневой модели полупроводникового квантоворазмерного лазера. Представлена методика проведения численного эксперимента по расчету передаточной характеристики модели лазера. Данная методика пригодна для использования при моделировании активных элементов волоконно-оптической линии связи.

The problem of the Fourier transformation numerical method using for the analysis of frequency characteristics of a three-level dynamic model of quantum well lasers are considered. The technique of realization of numerical experiment for transfer characteristics is described. Such method can be used for simulation of active elements of the fiber optic systems.

Наведено основні типи лазерів, що використовуються у біології та медицині та можуть застосовуватися для виявлення, ідентифікації, дослідження будови біологічних об'єктів, а також для вивчення природи процесів, що відбуваються в них. Проаналізовано основні принципи взаємодії лазерного випромінювання з біотканинами. Висвітлено новітні розробки лазерних систем для застосування в біомедичній практиці. Викладено медико-технічні вимоги до медичних лазерних систем.

Висвітлено новітні розробки лазерних офтальмологічних систем з метою застосування у біомедичній практиці. Досліджено основні принципи та механізми взаємодії лазерного випромінювання з біологічною тканиною. Значну увагу приділено приладам для дослідження переднього відділу, середовищ ока й очного дна. Детально проаналізовано зображення вторинної флюоресценції під час діагностики захворювань рогівки.