Отражение электромагнитных волн от нестационарных сред (точно решаемые модели)

Рассмотрено распространение электромагнитных волн в нестационарных средах, нестационарность которых связана с релаксацией показателя преломления. Построен ряд моделей колебательных и переходных режимов такой релаксации, содержащих несколько характерных времен процесса и допускающих точные аналитические решения уравнений Максвелла для этих режимов. В отличие от традиционных подходов найденные точные решения не предполагают малости или медленности изменения параметров среды и применимы в случае, когда характерное время релаксации соизмеримо с периодом колебаний волнового поля. Найдено нестационарное обобщение формул Френеля и показана амплитудная и частотная модуляция волн, отраженных от нестационарной поверхности, причем модуляция локализована во временном интервале порядка времени релаксации. Показано формирование в отраженной волне короткого широкополосного импульса возмущения, содержащего одно или несколько колебаний поля. Отмечена возможность использования нестационарного уширения спектра отраженной от поверхности пробной волны, возбужденной мощным лазерным импульсом, для оценки времен релаксации быстрых оптических процессов.