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

ЧИСЕЛЬНИЙ АЛГОРИТМ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ ДИФРАКЦІЇ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ХВИЛЬ НА ПЛОСКОМУ ШАРІ З КЕРРІВСЬКОЮ НЕЛІНІЙНІСТЮ

Бровенко, АВ, Мележик, ПМ, Поєдинчук, АЮ, Трощило, ОС
Organization: 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
E-mail: melezhik@ire.kharkov.ua

https://doi.org/10.15407/rej2017.03.008
Мова: російська
Анотація: 

У зв’язку з проектуванням та створенням різноманітного типу помножувачів частоти, а також інших електродинамічних пристроїв, що містять нелінійні діелектрики, є необхідність у дослідженні їх електродинамічних властивостей. Для цього виникає необхідність у розв’язанні задач дифракції електромагнітних хвиль на нелінійних діелектричних структурах різноманітного типу. У цій роботі досліджено задачу дифракції плоскої лінійно поляризованої електромагнітної хвилі на нелінійному діелектричному шарі, нелінійність якого описується за законом Керра. На основі побудови спеціальних розв’язків задачі Коші для нелінійного рівняння Ріккаті реалізовано ефективний алгоритм розв’язку цієї задачі. Наведено результати чисельного моделювання досліджуваної нелінійної структури. Визначено діапазони зміни амплітуди та частоти збуджуючої електромагнітної хвилі, де залежності коефіцієнтів відбиття та проходження мають гістерезисний характер. Показано, що добираючи величини амплітуди збуджуючої електромагнітної хвилі, можливо здійснити тунелювання без відбиття електромагнітної хвилі через шар нелінійного ді-електрика. Одержані в роботі результати обчислювального експерименту, крім їх використання при моделюванні та конструюванні електродинамічних структур, що містять нелінійні діелектрики, можуть бути також застосовані у якості «еталонних» для дослідження дифракційних процесів у нелінійних діелектричних структурах, де нелінійність характеризується законами, що відмінні від закону Керра, а також нелінійних діелектричних структур більш складної геометрії.

Ключові слова: дифракція, керрівська нелінійність, коефіцієнти відбиття та проникнення

Стаття надійшла до редакції 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
Повний 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.