Защита в ИПФ: Алексей Мишин
Продолжаем рассказывать о сотрудниках ИПФ РАН, которые недавно стали кандидатами наук
🎓Сегодня героем рубрики "Защита в ИПФ" стал младший научный сотрудник сектора плазменной астрофизики Алексей Мишин. Он защитил свою диссертацию 12 декабря 2022 года.
Тема: «Взаимодействие мод и эффекты неоднородности инверсии населенностей уровней активной среды в динамике сверхизлучающих лазеров с низкодобротными резонаторами»
Специальность: Радиофизика
- Почему ты выбрал эту тему для исследования?
- В 2016 году, обучаясь на физическом факультете ННГУ, я начал задумываться о дальнейшем месте работы. Мне посоветовали связаться с Владимиром Владиленовичем Кочаровским. После общения с ним для своих исследований я выбрал тему параметрического резонанса в двумерной системе. В дальнейшем меня приняли лаборантом-исследователем в отдел астрофизики и физики космической плазмы Института прикладной физики. В 2017 году после окончания университета я поступил в аспирантуру ИПФ РАН и выбрал тему своей будущей диссертации, связанную с астрофизикой. В 2019 году тематику пришлось изменить в связи с конкурсом РФФИ для аспирантов, и я вошел в научную группу, занимающуюся сверхизлучающими лазерами.
Этот тип лазеров интересен во многих отношениях: он может излучать импульсы высокой мощности и малой длительности, для таких лазеров не требуются зеркала высокого качества. При этом, к сожалению, есть особые требования к активной среде (веществу в лазере, которое накачивают энергией), что делает чрезвычайно сложной их техническую реализацию (на данный момент есть лишь несколько таких примеров).
Сейчас наша научная группа занимается теоретическим исследованием сверхизлучающих лазеров. Уравнения, описывающие их, «руками» не решаются, поэтому мы используем численное моделирование. Можно сказать, что по целому ряду результатов наша научная группа является лидирующей в мире в данном направлении.
- Как проходили твои исследования? Какие методы ты использовал?
- Исследования, которыми я занимался, были связаны по большей части с численными расчетами. Сверхизлучающий лазер может работать в совершенно разных режимах, поэтому важно провести вычисления для различных областей параметров лазера. Расчеты проводились в рамках линейной теории сверхизлучающего лазера. Мною решались характеристическое и дисперсионное уравнения таких лазеров, чтобы проследить характерные особенности разных режимов. Также по данным нелинейного счета статистически обрабатывались последовательности лазерных импульсов.
- К какому результату ты пришёл?
- Мы подробно изучили режимы генерации сверхизлучающего лазера, которые не характерны для обычных лазеров, например, режим сильно несимметричной генерации. В таком режиме мощность излучения лазера с правого и левого торцов отличается в разы, хотя лазер при этом геометрически является симметричным. Также был рассмотрен параметрический механизм самосинхронизации мод: в этом случае лазер излучает почти периодические импульсы и при этом не требует какого-то внешнего воздействия или подбора специальной сложной оптики. Кроме того, мы выявили механизм двойного резонанса, который позволяет улучшить синхронизацию мод и сделать излучаемые импульсы более качественными.
- Какие у тебя есть дальнейшие планы на свои исследования? Какой темой планируешь заниматься дальше?
- В будущем в планирую написать статью, где приведу подробный анализ влияния распределенной связи встречных волн и накачки на спектр «горячих» мод сверхизлучающего лазера. Хотелось бы также в рамках этой тематики построить аналитические или полуаналитические решения для установившейся генерации сверхизлучающего лазера, но это пока скорее «мечта», чем конкретный план. В дальнейшем было бы интересно проводить исследования и в других областях физики: квантовый хаос, физика конденсированного состояния, квантовая теория поля.