ivdon3@bk.ru
Выполнено исследование процесса распространения поверхностных волн в киральной метасреде с градиентными диэлектрической, магнитной и магнитоэлектрическими проницаемостями. Рассмотрено условие существования в ней неклассических плоских электромагнитных волн. Получены зависимости составляющей нормированного вектора распространения от параметра киральности метасреды и компоненты нормированного волнового вектора от параметров градиентности пространственных профилей материальных характеристик искусственной среды.
Ключевые слова: градиентная киральная метасреда, композиционная структура, плоские электромагнитные волны, градиентные тензоры материальных характеристик, нормированный волновой вектор
Представлены результаты аналитического исследования дифракции поверхностных волн в открытых анизотропно-градиентных четырёхслойных планарных структурах. Получены решения волнового уравнения и возможные значения постоянных распространения волн в комплексной плоскости поперечных волновых чисел. Получены графические зависимости коэффициента отражения первых направляемых магнитных мод от приведённого поперечного размера структуры для различных значений параметров градиентности поперечных профилей элементов тензора диэлектрической проницаемости волноведущего слоя.
Ключевые слова: композиционная структура, собственные волны дискретного спектра, градиентный тензор диэлектрической проницаемости, коэффициент отражения первых магнитных мод
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В работе проведены теоретические исследования связанной композиционной системы, состоящей из двух регулярных анизотропно-градиентных планарных структур, главные оси тензоров диэлектрической проницаемости которых совпадают с осями декартовой системы координат, когда их элементы имеют обобщённые пространственные распределения. Для этого воспользовались представлением поля связанной системы совокупностью поверхностных волн смешанного спектра регулярных симмтеричных градиентных анизотропных волноводов и полученной ранее системой связанных интегро-квазидифференциальных уравнений относительно амплитудных коэффициентов взаимодействующих мод. Такой подход позволил проанализировать влияние анизотропии, неоднородности на поперечную и продольную зависимость модовых преобразований. Удалось проследить за модовыми преобразованиями с сохранением поляризации, учесть фазовые соотношения между взаимодействующими модами и функциями изменения материальных характеристик связанных структур и их зависимость от параметров градиентности элементов тензора диэлектрической проницаемости волноведущих сред. Выявлена возможность эффективного управления взаимодействием с модами непрерывного спектра за счёт изменения параметров и характеристик композиционных искусственныхсред. Проведено сравнение потерь в оболочке с таковыми в обычной связанной системе. Отмечено совпадение полученных результатов.
Ключевые слова: связанные регулярные анизотропно-градиентные структуры, поверхностные волны, параметры градиентности элементов тензора диэлектрической проницаемости, потери направляемых мод
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Рассмотрено распространение поверхностных волн в открытых нелинейных анизотропно-градиентных планарных композиционных структурах. Планарная волноведущая структура состоит из четырёх слоёв, диэлектрическая проницаемость внутренней среды которых содержит аддитивные составляющие. Одно из слагаемых зависит от модуля электрического поля по степенным законам. Другое слагаемое представляет собой тензор диэлектрической проницаемости, главные оси которого совпадают с осями декартовой системы координат, повёрнуты на некоторый угол относительно продольной координаты Oz, повёрнуты вокруг поперечной координаты Oy. Элементы тензора диэлектрической проницаемости зависят от пространственных координат по обобщённым законам. Из уравнений Максвелла получены волновые уравнения для поперечных составляющих электрического и магнитного векторов. Найдены новые решения этих квази-дифференциальных уравнений, частными случаями которых является множество известных специальных функций. На этой основе найдены поперечные и продольные составляющие электрического и магнитного полей. В итоге исследования приведены возможные практические приложения полученных результатов.
Ключевые слова: нелинейность, нелинейная оптика, слоистые структуры, поверхностные волны, дискретный спектр, диэлектрические волноводы сложной структуры.
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В работе проведены теоретические исследования связанной композиционной системы, состоящей из двух нерегулярных анизотропно-градиентных планарных структур, главные оси тензора диэлектрической проницаемости которых повёрнуты вокруг оси Оу, когда их элементы имеют различные пространственные распределения. С учётом представления поля рассматриваемой связанной системы набором поверхностных и псевдоповерхностных электрических и магнитных волн смешанного спектра регулярных несимметричных неоднородных анизотропных волноводов получена система связанных интегро-квазидифференциальных уравнений относительно амплитудных коэффициентов взаимодействующих мод. Эта система учитывает нерегулярности границ составляющих структур, а также анизотропию, неоднородность, поперечную и продольную зависимость модовых преобразований. Получены её решения, которые позволяют проследить за модовыми преобразованиями с сохранением поляризации, учитывать фазовые соотношения между взаимодействующими модами и функциями изменения границ связанных структур и их зависимость от параметров градиентности элементов тензора диэлектрической проницаемости волноведущей среды. Выявлена возможность управления преобразованием с модами непрерывного спектра за счёт изменения параметров и характеристик композиционных искусственных сред, её невзаимность.
Ключевые слова: связанные нерегулярные композиционные системы, анизотропноградиентные структуры, системы связанных интегро-дифференциальных уравнений, поверхностные волны дискретного и непрерывного спектра, параметры градиентности элементов тензора диэлектрической прониц
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления