• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

ЧИСЛЕННЫЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ДИФРАКЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН НА ПЛОСКОМ СЛОЕ С КЕРРОВСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТЬЮ

Бровенко, АВ, Мележик, ПН, Поединчук, АЕ, Трощило, АС
Organization: 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Акад. Проскуры, Харьков, 61085, Украина

E-mail: melezhik@ire.kharkov.ua

Язык: русский
Аннотация: 

В связи с проектированием и созданием различного типа умножителей частоты, а также других электродинамических устройств, содержащих нелинейные диэлектрики, возникает необходимость в исследовании их электродинамических свойств. Для этих целей необходимо решать задачи дифракции электромагнитных волн на нелинейных диэлектрических структурах различного вида. В настоящей работе рассмотрена задача дифракции плоской линейно поляризованной электромагнитной волны на нелинейном диэлектрическом слое, нелинейность которого описывается законом Керра. На основе построения специальных решений задачи Коши для нелинейного уравнения Риккати реализован эффективный алгоритм решения этой задачи. Приведены результаты численного моделирования рассматриваемой нелинейной структуры. Обнаружены диапазоны изменения амплитуды и частоты возбуждающей электромагнитной волны, где зависимости коэффициентов отражения и прохождения имеют гистерезисный характер. Показано, что подбором величин амплитуды возбуждающей электромагнитной волны можно осуществить безотражательное туннелирование электромагнитной волны через слой нелинейного диэлектрика. Полученные в работе результаты численного эксперимента, кроме их применения при моделировании и конструировании электродинамических устройств, содержащих нелинейные диэлектрики, могут быть также использованы как «эталонные» при исследовании дифракционных процессов в нелинейных диэлект-рических структурах, где нелинейность характеризуется законами, отличными от закона Керра, а также нелинейных диэлектрических структур более сложной геометрии. Ил. 3. Библиогр.: 7 назв.

Ключевые слова: дифракция, керровская нелинейность, коэффициенты отражения и прохождения

Статья поступила в редакцию 18.07.2017
PACS 42.25.Fx, 42.25.Bs, 42.25.Gy
УДК 535.37.421+517.9:536.4
Radiofiz. elektron. 2017, 22(3): 8-13
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Boardman A. D., Egan P., Lederer F., Langbein U. and Mihalache D. Third-order nonlinear electromagnetic TE and TM guided waves. Nonlinear Surface Electromagnetic Phenomena. H. E. Ponath, G. I. Stegeman, Eds. Amsterdam: Elsevier Science Publ., 1991. Ch. 2. P. 73–288.
  2. Shurman H. W., Serov V. S., Shestopalov Yu. V. Reflection and transmission of a plan TE-wave at a lossless nonlinear dielectric film. Physika D. 2001. T. 158, Iss. 1–4. P. 197–215.
  3. Ахмедиев И. М., Анкевич А. Солитоны. Нелинейные импедансы и пучки. Москва: Физматлит, 2003. 304 с.
  4. Воловик Д. В., Смирнов Ю. Г. Распространение электромагнитных волн в нелинейных слоистых середах. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун.-та, 2010. 265 с.
  5. Ангерман Л., Яцик В. В. Влияние слабых полей кратных частот на процесс резонансного рассеяния и генерации колебаний нелинейными слоистыми структурами. Физические основы приборостроения. 2013. Т. 2, № 1. С. 48–71.
  6. Давидович М. В., Алексутова С. В., Шилин И. В., Борисов В. С. Дифракция плоской электромагнитной волны на нелинейном диэлектрическом слое. Изв. Саратовского ун-та. Сер. Физика. 2007. Т. 7, вып. 1. С. 32–40.
  7. Басс Ф. Г., Гуревич Ю. Г. Горячие электроны и сильные электромагнитные волны в плазме полупроводников и газового разряда. Москва: Наука, 1975. 400 с.