2012, т. 3(17), № 2
ДВУМЕРНО-ПЕРИОДИЧЕСКИЕ РЕШЕТКИ. ЧАСТЬ I. НАЧАЛЬНО-КРАЕВЫЕ ЗАДАЧИ И ТОЧНЫЕ ПОГЛОЩАЮЩИЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ПРЯМОУГОЛЬНОГО КАНАЛА ФЛОКЕ
Величко Л. Г., Кривчикова А. А., Сиренко Ю. К.
Представлены аналитические результаты, составляющие теоретический фундамент для численного решения задач о рассеянии электромагнитных волн двумерно-периодическими структурами во временной области. Приведена математически строгая формулировка соответствующих начально-краевых задач, включающая, в частности, точные поглощающие условия на виртуальных границах в поперечном сечении прямоугольного канала Флоке. Использование этих условий позволяет свести исходную начально-краевую задачу с бесконечной областью анализа к эквивалентной закрытой задаче в ограниченной области, допускающей численное решение с помощью известных конечноразностных алгоритмов.
ДВУМЕРНО-ПЕРИОДИЧЕСКИЕ РЕШЕТКИ. ЧАСТЬ II. НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В ПОВЕДЕНИИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ И УСТАНОВИВШИХСЯ ПОЛЕЙ В ПРЯМОУГОЛЬНОМ КАНАЛЕ ФЛОКЕ
Величко Л. Г., Кривчикова А. А.
Представлены аналитические результаты, описывающие ряд важных свойств импульсных и монохроматических электро-магнитных волн, распространяющихся в регулярных частях прямоугольного канала Флоке – в зонах отражения и прохождения двумерно-периодических структур. Эти результаты связаны в основном с математической формулировкой и физической трактовкой соотношений закона сохранения энергии и соотношений взаимности.
ВЛИЯНИЕ ШТЫРЯ В ПОЛУДИСКОВОМ ЧАСТИЧНО ЭКРАНИРОВАННОМ КВАЗИОПТИЧЕСКОМ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОМ РЕЗОНАТОРЕ НА ЧАСТОТУ ГЕНЕРАТОРА НА ДИОДЕ ГАННА, СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ИМ
Кривенко Е. В., Кириченко А. Я., Луценко В. И., Когут А. Е.
Рассмотрена возможность перестройки частоты генератора на диоде Ганна при помощи неоднородности в виде металлического либо диэлектрического штыря, вводимого в частично экранированный квазиоптический диэлектрический резонатор. Приведены характеристики перестройки частоты генератора для различных типов колебаний и штыря из различных материалов. Разработана модель, позволяющая оценить влияние вводимого в резонатор штыря на его собственные частоты и частоту генерации стабилизированного им генератора.
ТОЧНОСТЬ АНАЛИЗА ОПТИЧЕСКОЙ ДИФРАКЦИИ НА РЕЛЬЕФНЫХ РЕШЕТКАХ МЕТОДОМ СВЯЗАННЫХ ВОЛН
Фитьо В. М., Яремчук И. Я., Бобицкий Я. В.
Исследована сходимость метода связанных волн для анализа дифракции на некоторых рельефных решетках в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах для определенных длин волн. Показано, что для металлических решеток с узкими щелями (прямоугольный рельеф) в случае дифракции волн ТЕ-поляризации при наличии резонанса зависимость пропускания от количества использованных связанных волн монотонно стремится к определенному значению с погрешностью O(1/N³), а для волн ТМ-поляризации – с погрешностью, которая осциллирует относительно асимптотического значения в пределах ±O(1/N³). Погрешность в коэффициенте пропускания при использовании 101 связанной волны составляет менее 0,001 для волн ТЕ-поляризации и 0,005 для ТМ-поляризации. Если имеем прямоугольную диэлектрическую рельефную решетку, то погрешность для обеих поляризаций монотонно уменьшается в соответствии с выражением O(1/N³), однако имеются некоторые незначительные отклонения от этой кривой. Погрешности вычисления при N = 101 для волн ТЕ- и ТМ-поляризаций, соответственно, меньше чем 10–5 и 10–3. Если диэлектрическая проницаемость среды решетки меняется по косинусоидальному закону, то дифракционная эффективность с ростом количества связанных волн очень быстро стремится к асимптотическому значению.
ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПА МИНИМУМА ПРОТЯЖЕННОСТИ ДЛЯ ЭКСТРАПОЛЯЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СПЕКТРА КОМПЛЕКСНОЗНАЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Борулько В. Ф., Вовк С. М.
Рассмотрена задача экстраполяции пространственного спектра комплекснозначных источников излучения, местоположение которых априорно неизвестно. Для решения задачи использован принцип минимума пространственной протяженности источников излучения. Предложены скалярная и векторная версии функционала квазипротяженности, на основании которых сформулированы соответствующие задачи нелинейной оптимизации. Рассмотрен подход к их решению, основанный на градиентном методе оптимизации. Представлены результаты численного моделирования для случаев одного и пяти комплекснозначных источников излучения.
ВОЛНОВОДНАЯ ДИАФРАГМА С ВЕРТИКАЛЬНОЙ СТУПЕНЧАТОЙ ЩЕЛЬЮ И ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР НА ЕЕ ОСНОВЕ
Кириленко А. А., Приколотин С. А., Сенкевич С. Л.
Рассматриваются простые конфигурации устройств, вызывающих узкополосный резонанс полного прохождения основной волны при помещении в поперечное сечение прямоугольного волновода – диафрагмы с вертикальной ступенчатой щелью, соединяющей две противоположные стенки волновода. Показано, что в основе резонансных явлений, вызываемых такой диафрагмой, лежит собственное колебание комплексной частоты. Выявлены основные черты зависимостей реальной части и добротности этого колебания от геометрии щели. Синтезирован 3-секционный полосопропускающий фильтр, в качестве резонаторов которого использованы диафрагмы со ступенчатой щелью.
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕФРАКЦИОННЫХ СВОЙСТВ ТРОПОСФЕРЫ С ПОМОЩЬЮ РАДИОИНТЕРФЕРОМЕТРА
Хоменко С. И., Хлопов Г. И., Халамейда Д. Д.
Приведены результаты полугодового цикла измерений градиента коэффициента преломления тропосферы за период зима–лето по результатам измерений угла прихода с помощью радиоинтерферометра, принимающего радиосигнал геостационарного спутника Земли Asiasat 3S. Проведен анализ и обоснование полученных результатов. Исследованы некоторые явления в тропосфере, приводящие к наблюдавшимся в процессе измерений аномально большим значениям градиента коэффициента преломления.
ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В ПЛАЗМОПОДОБНОЙ СРЕДЕ, ГРАНИЧАЩЕЙ СО СЛОИСТО-ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ
Аверков Ю. О., Белецкий Н. Н., Яковенко В. М.
Теоретически исследованы поверхностные электромагнитные волны на границе раздела плазмоподобной среды и слоисто-периодической структуры с элементарной ячейкой, состоящей из двух различных немагнитных диэлектриков. Изучены дисперсионные свойства поверхностных TM- и TE-электромагнитных волн в зависимости от конфигурации элементарной ячейки слоисто-периодической структуры. Показано, что взаимное расположение и толщина диэлектрических слоев в элементарной ячейке оказывает существенное влиянии на число поверхностных электромагнитных мод, особенности их спектра и условия их существования.
ПОВЕРХНОСТНЫЕ СОСТОЯНИЯ В МЕЛКОСЛОИСТОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
Булгаков А. А., Федорин И. В.
Исследуются поверхностные электромагнитные волны, локализованные на границе раздела вакуума и мелкослоистой периодической структуры полупроводник–диэлектрик во внешнем магнитном поле. Такая структура представляет собой двухосный кристалл с эффективными компонентами тензора диэлектрической проницаемости, зависящими как от физических параметров структуры, так и от геометрических. Получено и проанализировано дисперсионное соотношение для рассматриваемой системы. Показано, что возникают две области существования поверхностных поляритонов, расположенные выше и ниже плазменной частоты. Кроме того, вследствие специфики мелкослоистой структуры области существования поверхностных волн могут быть условно разделены на области сильной и слабой анизотропии. Установлены характерные частоты и величины внешних магнитных полей, при которых происходит существенное изменение волновых характеристик. Показана возможность эффективного управления частотами поверхностных состояний при помощи внешнего магнитного поля, а также изменением толщин слоев и периода структуры.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ВОЛНОВОДНОГО РЕЗОНАТОРА С НАКЛОНЕННЫМ ЗЕРКАЛОМ
Володенко А. В., Гурин О. В., Дегтярев А. В., Маслов В. А., Свич В. А., Сенюта В. С., Топков А. Н.
Исследовано влияние разъюстировки плоских зеркал металлического волноводного резонатора лазера терагерцевого диапазона (l = 0,4326 мм) на потери энергии и модовый состав излучения. Показано, что разъюстировка резонатора при изменении направления плоскости перекоса зеркал относительно плоскости поляризации возбуждающего излучения может оказывать существенное влияние на характеристики его низших несимметричных мод.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОГЕНЕРАТОРОВ МИЛЛИМЕТРОВЫХ И СУБМИЛЛИМЕТРОВЫХ ВОЛН НА ОСНОВЕ РЕЗКИХ P–N-ПЕРЕХОДОВ
Лукин К. А., Максимов П. П.
Численно исследуются энергетические характеристики автогенераторов миллиметровых и субмиллиметровых волн на основе резких Ge, Si и GaAs p–n-переходов с постоянным обратным смещением. Показано, что возбуждение автогенераторов обусловлено взаимозависимостью электрического поля и лавинного тока, которая наблюдается при лавинном токе, сравнимом по величине с предельным током p–n-перехода. Рассчитаны мощность, частота и электронный КПД. Показано, что мощность и электронный КПД автогенераторов существенно выше, чем у мощных импульсных лавинно-пролетных диодов.
ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ АКТИВНЫХ СРЕД НА ОСНОВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ КОМПАУНДОВ, АКТИВИРОВАННЫХ КРАСИТЕЛЯМИ
Николаев С. В., Пожар В. В., Дзюбенко М. И.
Созданы и исследованы новые активные среды на основе промышленных полиуретановых систем Т-809/Т-863, Т-813/Т-863 (Италия) и EU-29-1/HU-29-1 (Тайвань), активированных рядом лазерных красителей родаминового и оксазинового рядов. Проанализированы оптические характеристики этих полиуретановых компаундов, определена их совместимость с разными красителями и исследованы спектрально-люминесцентные характеристики полученных сред. Изготовлены экспериментальные образцы лазерных матриц на основе полиуретанов разных марок и исследована их генерационная способность. Получено лазерное излучение микросекундной длительности на матрицах из компаундов Т-809 и Т-813, активированных Родамином 6G, Сульфородамином 101, Оксазином 17 и Оксазином 1, энергетическая эффективность которого зависела от оптического качества изготовленных образцов.
РЕЗОНАНСНАЯ ЯЧЕЙКА СПЕКТРОМЕТРА ЭПР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ОБРАЗЦОВ С ВЫСОКОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ
Бекиров Б. Э., Иванченко И. В., Попенко Н. А., Чернобровкин Р. Е.
Проведен сопоставительный анализ электродинамических характеристик резонансных ячеек в виде прямоугольного и цилиндрического резонаторов для спектрометров электронного парамагнитного резонанса 3-см диапазона с точки зрения обеспечения максимальной чувствительности спектрометра при исследовании образцов с высокой проводимостью. Полученные результаты подтвердили увеличение чувствительности спектрометра при оптимальном расстоянии между стенкой прямоугольного резонатора и проводящим образцом.
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРАГЕРЦЕВОЙ ЛАЗЕРНОЙ ТЕХНИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ГВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОПУХОЛЕВЫЕ ПРОЦЕССЫ
Киселев В. К., Маколинец В. И., Митряева Н. А., Радионов В. П.
Проведено исследование влияния терагерцевого лазерного излучения гипервысокочастотного (ГВЧ) диапазона на опухолевые процессы в организмах лабораторных животных. Для проведения исследований разработан способ повышения долговременной стабильности газоразрядного ГВЧ-лазера на основе избирательной термостабилизации резонатора. Это упростило проведение медицинских исследований в клинических условиях, в ходе которых получены новые результаты.