Індекс рубрикатора НБУВ: З845.72

Рубрики:

Хвилеводи різних форм перерізу

Шифр НБУВ: Ж29137 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Решена задача дифракции симметричных волн цилиндрического волновода на его скачкообразном расширении с кусочно-однородным магнитодиэлектрическим заполнением и частой периодической решеткой из идеально проводящих колец. Исследовано влияние положения и параметров кольцевой решетки на дисперсионные и амплитудно-частотные зависимости резонатора. Выявлены высокодобротные резонансы на запертых модах.

Исследованы электродинамические свойства квазипериодических структур, образованных рядом одинаковых кусочно-однородных областей с резистивной пленкой и частой ленточной решеткой, явления частотной, модовой селекции, преобразования полей, условия формирования высокодобротных резонансов, достижения максимального поглощения с высоким уровнем согласования. Выявлена динамика поведения зон квазипрозрачности и квазизапирания с переходом от одно- к двухмодовому режиму. Определены эффективные материальные параметры слоистой кусочно-однородной среды с плоскими металлодиэлектрическими рассеивателями.

Індекс рубрикатора НБУВ: З845.7

Рубрики:

Хвилевідні лінії передачі. Хвилеводи та об'ємні резонатори

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З845.7

Рубрики:

Хвилевідні лінії передачі. Хвилеводи та об'ємні резонатори

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Предложена новая математическая модель для численного исследования дифракции электромагнитных волн оптического и инфракрасного диапазонов на плоской периодической структуре резонансных металлических элементов сложной формы, расположенных на диэлектрической подложке, толщина которой во много раз превосходит длину волны. Основу модели составляет псевдоспектральный метод во временной области в комбинации с методом матриц передачи в частотной области. Построенная математическая модель учитывает дисперсию диэлектрической проницаемости металла периодической структуры и диэлектрика подложки. Для инфракрасного диапазона приведены результаты расчета коэффициента отражения решетки из алюминиевых С-образных резонансных элементов в зависимости от длины волны. Решетка имеет квадратную периодическую ячейку с размером 500 нм. Подложкой служит слой кварцевого стекла толщиной 0,5 мм.

Численно решена задача дифракции плоской нормально падающей волны на периодической планарной структуре с двумя слабо асимметричными металлическими элементами сложной формы в квадратной периодической ячейке для оптического и инфракрасного диапазонов. Для решения задачи использован псевдоспектральный метод Фурье с отображением совместно с методом дополнительного дифференциального уравнения и полюсной моделью для описания дисперсии диэлектрической проницаемости металлов. Показана возможность формирования в структуре резонанса на запертой моде, который является более добротным по сравнению с резонансами на плазмон-поляритоне в структурах с одним металлическим элементом на периоде. Впервые показано существование высшего резонанса на запертой моде, который имеет добротность, превышающую добротность соответствующего основного резонанса.

Приведены результаты исследования резонансных явлений в планарной периодической структуре из диэлектрических элементов. Решена задача дифракции плоской волны на структуре, периодическая ячейка которой включает два слабо отличающихся по длине диэлектрических бруска. Впервые показано существование высокодобротных резонансов на запертой моде в таких структурах. Важная особенность обнаруженных резонансов это большой красный сдвиг относительно резонанса в "одноэлементной" структуре, обусловленный сильным взаимодействием полей в соседних брусках. Это свойство дает возможность проектировать резонансные периодические структуры из материалов с относительно небольшим коэффициентом преломления, например, полупроводников в их окнах прозрачности. В ближнем инфракрасном диапазоне исследованы свойства резонанса на запертой моде в периодической структуре с брусками из германия. Показано, что с уменьшением степени асимметрии структуры растет величина красного сдвига резонанса и его добротность.

Предложена методика расчета и численно получены коэффициенты передачи симметричных мод для дифракционного зеркала в виде кольцевой диафрагмы, расположенной внутри металлического круглого волновода. Показана возможность применения поляризационно-селективных зеркал для получения пучков с заданной азимутальной поляризацией в волноводных резонаторах терагерцевых лазеров.

Цилиндрические векторные пучки имеют множество приложений, включая ускорение электронов, обработку материалов, высокоразрешающую метрологию, микроэллипсометрию и спектроскопию. В терагерцевом диапазоне методы и подходы формирования пучков со сложной поляризационной структурой практически отсутствуют. Предложена методика расчета и численно получены коэффициенты отражения и передачи азимутально-симметричных мод для дифракционного зеркала в виде многокольцевой диафрагмы, расположенной внутри металлического круглого волновода. При помощи программного пакета HFSS найдена оптимальная структура дифракционного зеркала, позволяющая существенно снизить коэффициенты отражения мод с неазимутальными типами поляризации. Полученные результаты могут найти применение при разработке новых внутрирезонаторных методов формирования излучения с пространственно-неоднородной поляризацией в лазерах терагерцевого диапазона.

Рассмотрены основные положения статистической термодинамики. Раскрыты особенности представления квантовых систем. Изложена статистика идеального газа. Рассмотрены законы термодинамики. Дана информация о статистике сложных систем. Внимание уделено теории малых флуктуаций. Охарактеризованы элементы теории физической кинетики.

Исследованы резонансные свойства диэлектрического метаслоя в виде периодической в 2-х перпендикулярных направлениях структуры, которая состоит из кремниевых прямоугольных параллелепипедов, размещенных на плоской кварцевой подложке. С помощью псевдоспектрального метода во временной области выполнено численное моделирование взаимодействия метаслоев с электромагнитной волной. Экспериментальное исследование резонансных свойств метаслоев проводилось в диапазоне 52 - 73 ГГц на основе измерения частотных характеристик прошедшего поля в квазиоптическом измерительном тракте. Экспериментальный образец был изготовлен с помощью метода механической резки слоистой кремний-кварцевой структуры алмазным диском. Особенностью исследуемой структуры является двухслойность элементов периодического метаслоя. Каждый из элементов имеет форму прямоугольного бруса и состоит из верхнего кремниевого параллелепипеда и нижнего - кварцевого. Высота верхней части брусьев в процессе исследований изменялась (метаслой сошлифовывался с кремниевой стороны). Предложена новая удобная для изготовления конструкция метаслоя, в которой возможно возбуждение нескольких высокодобротных резонансов. Резонансы связаны с формированием в диэлектрических элементах и подложке распределений полей, характерных для продольных магнитного и диэлектрического диполя. Свойства этих резонансов по-разному зависят от высоты брусьев, что позволяет управлять резонансными свойствами структуры путем выбора высоты их кремниевой части. Экспериментальные исследования подтвердили свойства резонансов магнитного типа, предсказанные теоретически. Заключение: выполненные теоретические и экспериментальные исследования показали возможность создания полностью диэлектрических резонансных метаслоев для использования в терагерцовом диапазоне.

Рассмотрена задача о нахождении локального поля отдельного включения с последующим его усреднением по объему композита. Изложена теория регулярных композитных сред с одиночными рассеивателями в переменных полях. Исследованы электродинамические свойства периодических в направлении распространения волн последовательностей из однотипных композитных слоев с металлическими включениями. Описан инструментарий матричного метода исследования оптических свойств слоистых пространственно-неоднородных сред, а именно, матричного метода Берремана как элегантного и наиболее эффективного метода для слоистых структур с линейными оптическими характеристиками любого типа, но без локализованных неоднородностей на границах между слоями. Изложена электродинамическая теория многослойных композитных структур в волноводах, которые содержат идеально проводящие включения (полупрозрачные анизотропные экраны). Освещена теория композитов, у которых толщина слоев соизмерима (резонансные структуры) или намного меньше длины волны (мелкослоистая среда). Рассмотрены задачи о распространении электромагнитных волн в периодических структурах.