Нелинейная задача сопряжения на собственные значения, описывающая распространение электромагнитных ТЕ-волн в плоском неоднородном нелинейном диэлектрическом волноводе
Цель работы: изучение математической модели распространения поверхностных электромагнитных ТЕ-волн в плоском неоднородном диэлектрическом волноводе, заполненном средой с нелинейностью, выраженной законом Керра. Материал и методы исследования: проблема сводится к исследованию нелинейного интегрального уравнения с ядром в виде функции Грина. Существование решений интегрального уравнения доказано с помощью метода сжимающих отображений. Для численного решения задачи предложены два метода: итерационный алгоритм (доказана его сходимость), а также метод, основанный на решении вспомогательной задачи Коши (метод пристрелки). Результаты: доказано существование корней дисперсионного уравнения - постоянных распространения волновода. Получены условия, когда могут распространятся k волны, указаны области локализации соответствующих постоянных распространения. Выводы: полученные результаты свидетельствуют о наличии волноводного режима распространения электромагнитных волн в нелинейной среде.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
Д. В. Валовик, Е. А. Маренникова, Ю. Г. Смирнов
НЕЛИНЕЙНАЯ ЗАДАЧА СОПРЯЖЕНИЯ
НА СОБСТВЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ, ОПИСЫВАЮЩАЯ
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ТЕ-ВОЛН
В ПЛОСКОМ НЕОДНОРОДНОМ НЕЛИНЕЙНОМ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ВОЛНОВОДЕ1
Аннотация. <...> Цель работы: изучение математической модели распространения
поверхностных электромагнитных ТЕ-волн в плоском неоднородном диэлектрическом
волноводе, заполненном средой с нелинейностью, выраженной законом
Керра. <...> Материал и методы исследования: проблема сводится к исследованию
нелинейного интегрального уравнения с ядром в виде функции Грина. <...> Существование решений интегрального уравнения доказано с помощью метода
сжимающих отображений. <...> Для численного решения задачи предложены два
метода: итерационный алгоритм (доказана его сходимость), а также метод, основанный
на решении вспомогательной задачи Коши (метод пристрелки). <...> Результаты:
доказано существование корней дисперсионного уравнения – постоянных
распространения волновода. <...> Выводы: полученные результаты свидетельствуют о
наличии волноводного режима распространения электромагнитных волн в нелинейной
среде. <...> Ключевые слова: уравнения Максвелла, неоднородный волновод, задача на
собственные значения, нелинейная диэлектрическая проницаемость. <...> (2), условию непрерывности касательных составляющих компонент поля
на границах раздела сред
ности: электромагнитное поле экспоненциально затухает при x в областях
Электромагнитное
поле гармонически зависит от времени [2]:
(
EE E
HH H
x yz t )=ω+
( x yz t
,, ,
,, , ) () ()=ω+
+
+
x yz t
x yz t
, , cos
, , cos
Physics and mathematics sciences. <...> Действительно, подставляя
поля ee
ω ω
EH в уравнения (2), получаем, что комплексные амплитуды
it , it
EH , удовлетворяют системе уравнений Максвелла
rot
ωε , rotE
HE = ωμH
=ii , <...> Подставляя эти поля в систему уравнений (3), легко убедиться, что
компоненты комплексных амплитуд не зависят от переменной y . <...> Используя условия сопряжения
uB u Bk , u h== = D u
( )
,
Physics and mathematics sciences. <...> Число γ = γ такое, что для заданного <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: