2012, т. 3(17), № 2
ДВОВИМІРНО-ПЕРІОДИЧНІ ҐРАТКИ. ЧАСТИНА І. ПОЧАТКОВО-КРАЙОВІ ЗАДАЧІ ТА ТОЧНІ ПОГЛИНАЮЧІ УМОВИ ДЛЯ ПРЯМОКУТНОГО КАНАЛУ ФЛОКЕ
Величко Л. Г., Кривчікова Г. О., Сіренко Ю. К.
Наведено аналітичні результати, що складають теоретичний фундамент для числового розв’язання задач про розсіяння електромагнітних хвиль двовимірно-періодичними структурами в часовій області. Подано математично строге формулювання відповідних початково-крайових задач, яке містить, зокрема, точні поглинаючі умови на віртуальних межах у поперечному перерізі прямокутного каналу Флоке. Використання цих умов дозволяє звести вихідну початково-крайову задачу з нескінченною областю аналізу до еквівалентної закритої задачі в обмеженій області, яка допускає числове розв’язання за допомогою відомих скінченно-різницевих алгоритмів.
ДВОВИМІРНО-ПЕРІОДИЧНІ ҐРАТКИ. ЧАСТИНА ІІ. ПЕВНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ У ПОВЕДІНЦІ НЕСТАЦІОНАРНИХ І УСТАЛЕНИХ ПОЛІВ У ПРЯМОКУТНОМУ КАНАЛІ ФЛОКЕ
Величко Л. Г., Кривчікова Г. О.
Наведено аналітичні результати, що описують низку важливих властивостей імпульсних і монохроматичних електромагнітних хвиль, які поширюються в регулярних частинах прямокутного каналу Флоке – в зонах відбиття та проходження двовимірно-періодичних структур. Ці результати пов’язані значною мірою з математичним формулюванням і фізичним трактуванням співвідношень закону збереження енергії та співвідношень взаємності.
ВПЛИВ ШТИРЯ У НАПІВДИСКОВОМУ ЧАСТКОВО ЕКРАНОВАНОМУ КВАЗІОПТИЧНОМУ ДІЕЛЕКТРИЧНОМУ РЕЗОНАТОРІ НА ЧАСТОТУ ГЕНЕРАТОРА НА ДІОДІ ГАННА, ЩО СТАБІЛІЗУЄТЬСЯ НИМ
Кривенко О. В., Кириченко О. Я., Луценко В. І., Когут О. Є.
Розглянуто можливість перестроювання частоти генератора на діоді Ганна за допомогою неоднорідності у вигляді металевого або діелектричного штиря, що вводиться в частково екранований квазіоптичний діелектричний резонатор. Приведено характеристики перестроювання частоти генератора для різних типів коливань і штиря з різних матеріалів. Розроблено модель, що дозволяє оцінити вплив штиря, що вводиться в резонатор, на його власні частоти і частоту генерації стабілізованого ним генератора.
ТОЧНІСТЬ АНАЛІЗУ ОПТИЧНОЇ ДИФРАКЦІЇ НА РЕЛЬЄФНИХ ҐРАТКАХ МЕТОДОМ ЗВ’ЯЗАНИХ ХВИЛЬ
Фітьо В. М., Яремчук І. Я., Бобицький Я. В.
Досліджено збіжність методу зв’язаних хвиль для аналізу дифракції на деяких рельєфних ґратках в оптичному та ближньому інфрачервоному діапазонах для певних довжин хвиль. Показано, що для металічних ґраток з вузькими щілинами (прямокутний рельєф) у випадку дифракції хвиль ТЕ-поляризації за наявності резонансу залежність пропускання від кількості використаних зв’язаних хвиль монотонно прямує до певного значення з похибкою O(1/N³), а для хвиль ТМ-поляризації – з похибкою, яка осцилює відносно асимптотичного значення в межах ±O(1/N³). Похибки в коефіцієнті пропускання при використанні 101 зв’язаної хвилі складає менше ніж 0,001 для хвиль ТЕ-поляризації і 0,005 для ТМ-поляризації. Якщо маємо прямокутну діелектричну рельєф-ну ґратку, то похибка для обох поляризацій монотонно зменшується за виразом O(1/N³), проте наявні деякі незначні відхилення від цієї кривої. Похибки обчислення при N = 101 для хвиль ТЕ- і ТМ-поляризацій, відповідно, менші ніж 10–5 і 10–3. Якщо діелектрична проникність середовища ґратки міняється за косинусоїдальним законом, то дифракційна ефективність з ростом кількості зв’язаних хвиль дуже швидко прямує до асимптотичного значення.
ЗАСТОСУВАННЯ ПРИНЦИПУ МІНІМУМУ ПРОТЯЖНОСТІ ДЛЯ ЕКСТРАПОЛЯЦІЇ ПРОСТОРОВОГО СПЕКТРА КОМПЛЕКСНОЗНАЧНИХ ДЖЕРЕЛ
Борулько В. Ф., Вовк С. М.
Розглянуто задачу екстраполяції просторового спектра комплекснозначних джерел випромінювання, місцезнаходження яких апріорно невідомо. Для розв’язку задачі використано принцип мінімуму просторової протяжності джерел випромінювання. Запропоновано скалярну та векторну версії функціоналу квазіпротяжності, на основі яких сформульовано відповідні задачі нелінійної оптимізації. Розглянуто підхід до їх розв’язку, що ґрунтується на градієнтному методі оптимізації. Представлено результати числового моделювання для випадків одного та п’ятьох комплекснозначних джерел випромінювання.
ХВИЛЕВІДНА ДІАФРАГМА З ВЕРТИКАЛЬНОЮ СХІДЧАСТОЮ ЩІЛИНОЮ ТА СМУГОВИЙ ФІЛЬТР НА ЇЇ ОСНОВІ
Кириленко А. О., Приколотін С. А., Сенкевич С. Л.
Розглядаються прості конфігурації пристроїв, які призводять до вузькосмугового резонансу повного проходження основної хвилі при розташуванні у поперечному перерізі прямокутного хвилеводу – діафрагми з вертикальною східчастою щілиною, що поєднує дві протилежні стінки хвилеводу. Показано, що в основі резонансних явищ, що виникають завдяки такій діафрагмі, є власне коливання комплексної частоти. Виявлено основні риси залежностей реальної частини і добротності цього коливання від геометрії щілини. Синтезовано 3-секційний смугопропускаючий фільтр, у якості резонаторів якого використано діафрагми зі східчастою щілиною.
ДОСЛІДЖЕННЯ РЕФРАКЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТРОПОСФЕРИ ЗА ДОПОМОГОЮ РАДІОІНТЕРФЕРОМЕТРА
Хоменко С. І., Хлопов Г. І., Халамейда Д. Д.
Наведено результати піврічного циклу вимірів градієнта коефіцієнта заломлення тропосфери за період зима–літо за результатами вимірів кута приходу за допомогою радіоінтерферометра, що приймає радіосигнал геостаціонарного штучного супутника Землі Asiasat 3s. Проведено аналіз і обґрунтування отриманих результатів. Досліджено деякі явища в тропосфері, що приводять до одержаних в процесі вимірів аномально великих значень градієнта коефіцієнта заломлення.
ПОВЕРХНЕВІ ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ХВИЛІ У ПЛАЗМОПОДІБНОМУ СЕРЕДОВИЩІ, ЩО МЕЖУЄ ІЗ ШАРУВАТО-ПЕРІОДИЧНОЮ СТРУКТУРОЮ
Аверков Ю. О., Білецький М. М., Яковенко В. М.
Теоретично досліджено поверхневі електромагнітні хвилі на межі розділу плазмоподібного середовища та шарувато-періодичної структури з елементарною коміркою, яка складається з двох різних немагнітних діелектриків. Вивчено дисперсійні властивості поверхневих TM- та TE-електромагнітних хвиль залежно від конфігурації елементарної комірки шарувато-періодичної структури. Показано, що взаємне розташування і товщина діелектричних шарів в елементарній комірці суттєво впливає на число поверхневих електромагнітних мод, особливості їх спектра та умови їх існування.
ПОВЕРХНЕВІ СТАНИ У ДРІБНОШАРОВІЙ ПЕРІОДИЧНІЙ СТРУКТУРІ У МАГНІТНОМУ ПОЛІ
Булгаков О. О., Федорін І. В.
Досліджуються поверхневі електромагнітні хвилі, локалізовані на межі розділу вакууму та дрібношарової періодичної структури напівпровідник-діелектрик у зовнішньому магнітному полі. Така структура являє собою двовісний кристал з ефективними компонентами тензору діелектричної проникності, що залежать як від фізичних параметрів структури, так і від геометричних. Вперше отримано та проаналізовано дисперсійне рівняння для розглянутої системи. Показано, що виникають дві області існування поверхневих поляритонів, які розміщені нижче та вище плазменої частоти. Крім того, внаслідок специфіки дрібношарової структури області існування поверхневих хвиль можуть бути умовно поділені на області сильної та слабої анізотропії. Встановлено характерні частоти та величини зовнішнього магнітного поля, поблизу яких відбувається суттєва зміна хвильових характеристик. Показано можливість ефективного управління частотами поверхневих станів за допомогою зовнішнього магнітного поля, а також зміною товщин шарів та періоду структури.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИПРОМІНЮВАННЯ МЕТАЛЕВОГО ХВИЛЕВІДНОГО РЕЗОНАТОРА З НАХИЛЕНИМ ДЗЕРКАЛОМ
Володенко О. В., Гурін O. В., Дегтярьов А. В., Маслов В. О., Свіч В. А., Сенюта В. С., Топков О. М.
Досліджено вплив роз’юстування плоских дзеркал металевого хвилевідного резонатора лазера терагерцового діапазону (l = 0,4326 мм) на енергетичні втрати і модовий склад випромінювання. Показано, що роз’юстування резонатора при зміні напрямку площини перекосу дзеркал відносно площини поляризації збуджуючого випромінювання може суттєво впливати на характеристики його нижчих несиметричних мод.
ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОГЕНЕРАТОРІВ МІЛІМЕТРОВИХ І СУБМІЛІМЕТРОВИХ ХВИЛЬ НА ОСНОВІ РІЗКИХ P–N-ПЕРЕХОДІВ
Лукин К. О., Максимов П. П.
Чисельно досліджуються енергетичні характеристики автогенераторів міліметрових та субміліметрових хвиль на основі різких Ge, Si і GaAs p–n-переходів з постійним зворотним зсувом. Показано, що збудження автогенераторів обумовлено взаємозалежністю електричного поля і лавинного струму, яка спостерігається при лавинному струмі, порівнянному по величині з граничним струмом p–n-переходу. Розраховано потужність, частоту та електронний ККД. Показано, що потужність і електронний ККД автогенераторів суттєво вищі, ніж у лавинно-пролітних діодів.
ДОСЛІДЖЕННЯ НОВИХ ТВЕРДОТІЛЬНИХ АКТИВНИХ СЕРЕДОВИЩ НА ОСНОВІ ПРОМИСЛОВИХ ПОЛІУРЕТАНОВИХ КОМПАУНДІВ, АКТИВОВАНИХ БАРВНИКАМИ
Ніколаєв С. В., Пожар В. В., Дзюбенко М. І.
Створено і досліджено нові активні середовища на основі промислових поліуретанових систем Т-809/Т-863, Т-813/Т-863 (Італія) і EU-29-1/HU-29-1 (Тайвань), активованих декількома родаміновими і оксазиновими лазерними барвниками. Проаналізовано оптичні характеристики цих поліуретанових компаундів, визначено їх сумісність з різними барвниками і досліджено спектрально-люмінесцентні характеристики отриманих середовищ. Виготовлено експериментальні зразки лазерних матриць на основі вибраних поліуретанів і досліджено їх генераційну здатність. Отримано лазерне випромінювання мікросекундної тривалості на матрицях з компаундів Т-809 і Т-813, активованих Родаміном 6G, Сульфородаміном 101, Оксазином 17 і Оксазином 1. Встановлено, що енергетична ефективність лазерного випромінювання залежить від оптичної якості виготовлених зразків.
РЕЗОНАНСНА КОМІРКА СПЕКТРОМЕТРА ЕПР ДЛЯ ДОСЛІДЖЕНЬ ЗРАЗКІВ З ВИСОКОЮ ПРОВІДНІСТЮ
Бекіров Б. Е., Іванченко І. В., Попенко Н. О., Чорнобровкін Р. Є.
Проведено порівняльний аналіз електродинамічних характеристик резонансних комірок у вигляді прямокутного та циліндричного резонаторів для спектрометрів електронного парамагнітного резонансу 3-см діапазону з точки зору забезпечення максимальної чутливості при дослідженні зразків з високою провідністю. Отримані результати підтвердили збіль-шення чутливості спектрометра при оптимальній відстані між стінкою прямокутного резонатора та провідного зразка.
ЗАСТОСУВАННЯ ТЕРАГЕРЦОВОЇ ЛАЗЕРНОЇ ТЕХНІКИ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ГВЧ-ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ПУХЛИННІ ПРОЦЕСИ
Кісельов В. К., Маколінець В. И., Митряєва Н. О., Радіонов В. П.
Проведено дослідження впливу терагерцового лазерного випромінювання гіпервисокочастотного (ГВЧ) діапазону на пухлинні процеси в організмах лабораторних тварин. Для проведення досліджень розроблено спосіб підвищення довгострокової стабільності газорозрядного ГВЧ-лазера на основі вибіркової термостабілізації резонатора. Це спростило проведення медичних досліджень у клінічних умовах, у ході яких отримано нові результати.