УДК 519.64+519.86:53.072
ЗАДАЧІ, МЕТОДИ І АЛГОРИТМИ В МОДЕЛЯХ ФІЗИЧНИХ ОСНОВ ЕЛЕМЕНТІВ
ОПТИЧНИХ КОМП’ЮТЕРІВ
Анотація. Розглянуто два варіанти задач, що виникають під час розроблення оптичних комп’ютерів. Перший варіант пов’язаний з математичним дослідженням проблем оптичної бістабільності для багатопучкової лазерної взаємодії в нелінійних середовищах. Існування оптичної бістабільності підтверджують результати розв’язання крайової задачі для системи нелінійних звичайних диференціальних рівнянь.У загальному випадку нестаціонарного процесу задачу зведено до розв’язання системи двох нелінійних інтегральних рівнянь відносно комплексних амплітуд інтерференційних картин. Процеси поглинання і розсіяння світла матеріалами досліджено в другому варіанті задач. У результаті одержано багатовимірне інтегральне рівняння відносно комплексної амплітуди електричного поля. Принципово важливою властивістю рівняння є його сингулярність всередині наночастинки.
Ключові слова: бістабільність, оптичний комп’ютер, математична модель, лазерна взаємодія, інтегральне рівняння.
ПОВНИЙ ТЕКСТ
Старков Вячеслав Николаевич,
доктор физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник Института физики НАН Украины, Киев,
vjachnikstar@gmail.com
Томчук Петр Михайлович,
чл.-кор. НАН Украины, доктор физ.-мат. наук, профессор, заведующий отделом Института физики НАН Украины, Киев,
ptomchuk@iop.kiev.ua
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
- Оптическая обработка информации. Под ред. Д. Кейсесента. Москва: Мир, 1980. 350 с.
- Исихара С. Оптические компьютеры: Новая эра науки. Москва: Наука, 1992. 96 c.
- IBM создала оптический процесор. URL: http://www.cybersecurity.ru/it/145951.html.
- Белов П.А., Беспалов В.Г., Васильев В.Н., Козлов С.А., Павлов А.В., Симовский К.Р., Шполянский Ю.А. Оптические процессоры: достижения и новые идеи. Проблемы когерентной и нелинейной оптики. СПб.: ИТМО, 2006. 266 с.
- Колесниченко Д.Н. Оптические процессоры от и до. Хакер Спец. 2006. № 55. С. 13–25.
- Корешев С.Н. Голограммные оптические элементы и устройства. СПб.: ИТМО, 2008. 134 с.
- Startup with optical solver supercomputer targets 17 exaFLOPS by 2020. URL: https://www.nextbigfuture.com/2014/08/startup-with-optical-solver.html .
- Гиббс Х. Оптическая бистабильность. Управление cветом с помощью света. Москва: Мир, 1988. 520 с.
- Кухтарев Н.В., Одулов С.Г. Обращение волнового фронта при четырехволновом взаимодействии в средах с нелокальной нелинейностью. Письма в ЖЭТФ. 1979. Т. 30, № 1. С. 6–11.
- Кухтарев Н.В., Старков В.Н. Оптическая бистабильность при обращении волнового фронта световых пучков в электрооптических кристаллах с диффузионной нелинейностью. Письма в журн. техн. физики. 1981. Т. 7, № 11. С. 692–695.
- Старков В.Н. О многозначности решения задачи обращения волнового фронта лазерных пучков в электрооптических кристаллах. Вычислит. математика. 1982. № 2. С. 41–42.
- Старков В.Н. Конструктивные методы вычислительной физики в задачах интерпретации. Київ: Наук. думка, 2002. 264 с.
- White J.O., Cronin-Golomb M., Fisher B. Coherent oscillation by self-induced gratings in the photorefractive crystals . Applied Phys. Letters. 1982. Vol. 40, N 6. P. 450–452.
- Кухтарев Н.В. Самосогласованная теория объемной динамической голографии: Автореф. дис. … д-ра физ-мат. наук. Ин-т физики АН УССР. Киев, 1983. 30 с.
- Винецкий В.Л., Кухтарев Н.В., Одулов С.Г., Соскин М.С. Динамическая самодифракция когерентных световых пучков. УФН. 1979. Т. 129, № 1. С. 113–137.
- Винецкий В.Л., Кухтарев Н.В., Семенец Т.И. Кинетика динамической самодифракции световых пучков в объемных средах с локальным откликом. Квантовая электроника. 1981. Т. 8, № 1. С. 217–220.
- Зельдович Б.Я., Лернер П.Б., Немкова Е.А. Нестационарный энергообмен двух попутных когерентных волн в нелинейной среде. Квантовая электроника. 1987. Т. 14, № 12. С. 2502–2508.
- Метаматериалы и структурно организованные среды для оптоэлектроники, СВЧ-техники и нанофотоники. Отв. редакторы Шабанов В.Ф., Зырянов В.Я. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2013. 368 с.
- Климов В.В. Наноплазмоника. Москва: Наука, 2010. 480 c.
- Венгер Є.Ф., Гончаренко А.В., Дмитрук М.Л. Оптика малих частинок і дисперсних середовищ. Київ: Наук. думка, 1999. 348 с.
- Fedorovich R.D., Naumovets A.G., Tomchuk P.M. Electron and light emission from island metal films and generation of hot electrons in nanoparticles. Physics Reports. 2000. Vol. 328, N 2–3. P. 73–179.
- Tomchuk P.M., Tomchuk B.P. Optical absorption of small metal particles. Journal of Experimental and Theoretical Physics. 1997. Vol. 112, N 2 (8). P. 661–678.
- Tomchuk P.M., Grigorchuk N.I. Shape and size effects on the energy absorption by small metallic particles. Phys. Rev. B. 2006. Vol. 73, Iss. 15. 155423. DOI: @https://doi.org/10.1103/PhysRevB. 73.155423
- Mie G. Beitrgezur Optik trber Medien. Ann. d. Physik. 1908. Vol. 25. P. 377–445.
- Томчук П.М., Старков В.М., Бутенко Д.В. Інтегральні рівняння в загальній теорії поглинання і розсіяння світла металевими нанокластерами. Укр. фiз. журн. 2017. Т. 62, № 8. С. 701–712.
