NONLINEAR ELECTROMAGNETIC WAVE PASSING THROUGH THE LAYER WITH QUADRATIC AND FRACTIONALLYPOLYNOMIAL PERMITTIVITY DEPENDENCES ON AMPLITUDE
Cite this article as:
Davidovich M. V., Stephuk J. V. NONLINEAR ELECTROMAGNETIC WAVE PASSING THROUGH THE LAYER WITH QUADRATIC AND FRACTIONALLYPOLYNOMIAL PERMITTIVITY DEPENDENCES ON AMPLITUDE. Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics, 2010, vol. 18, iss. 3, pp. 160-177. DOI: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2010-18-3-160-177
The integral equations for powerful flat electromagnetic wave diffraction on nonlinear dielectric layer with cubic nonlinearity and fractionallypolynomial permittivity dependence on wave amplitude have been considered and solved. There are results which have been obtained by several numerical methods: series approaching, minimal discrepancy, power series expansion, and Runge–Kutt methods. Also the some analytical results are presented. The possibilities of power limiting, superexponential damping and some other effects in semiconducting plasma have bean shown by numerical simulation.
1. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М. Физмат-гиз, 1960. 550 с.
2. Ахиезер А.И., Ахиезер И.А., Половин Р.В., Ситенко А.Г., Степанов К.Н. Электродинамика плазмы. М.: Наука, 1974. 720 с.
3. Литвак А.Г. Динамические нелинейные электромагнитные явления в плазме // Вопросы теории плазмы. Вып. 10. М.: Атомиздат, 1980. С. 164.
4. Басс Ф.Г., Гуревич Ю.Г. Горячие электроны и сильные электромагнитные волны в плазме полупроводников и газового разряда. М.: Наука, 1975. 400 с.
5. Любченко В.Е., Мартяхин В.А. Усиление миллиметровых волн при взаимодействии с дрейфующими электронами в слоистых полупроводниковых диэлектрических волноводах // РЭ. 1993. Т. 38, No 10. С. 1900.
6. Глущенко А.Г. Теория волноведущих структур СВЧ с нелинейными пленками // Изв. Вузов. Радиофизика. 1988. Т. 31, No 9. С. 1098.
7. Смирнов Ю.Г. О распространении электромагнитных волн в цилиндрических диэлектрических волноводах, заполненных нелинейной средой // РЭ. 2005. Т. 50, No 2. С. 196.
8. Лерер А.М. Простой метод исследования распространения электромагнитных волн в нелинейных диэлектрических средах // РЭ. 1997. Т. 42, No 6. С. 649 .
9. Макеева Г.С., Голованов О.А. Электродинамический анализ взаимодействия электромагнитных волн с нелинейными гиромагнитными включениями в волноведущих структурах // РЭ. 2006. Т. 51, No 3. С. 261.
10. Никогосян А.С. Генерация УКИ миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов в волноводе, частично заполненном нелинейным кристаллом // Квантовая электроника. 1988. Т. 15, No 5. С. 969.
11. Молотков И.А., Вакуленко С.А. Сосредоточенные нелинейные волны. Л.: Изд-во Ленинградск. ун-та, 1988. 240 с.
12. Молотков И.А., Вакуленко С.А. Нелинейные локализованные волновые процессы. М.: Янус-К, 1999. 176 с.
13. Молотков И.А. Маненков А.Б. О нелинейных туннельных эффектах // РЭ. 2007. Т. 52, No 7. С. 799.
14. Миронов В.А. От нелинейном просветлении плоского плазменного слоя // Изв. вузов. Радиофизика. 1971. Т. 14. 1450.
15. Исаков М.В. Пермяков В.А. Численный анализ распространения H-волны в прямоугольном волноводе с включением нелинейного диэлектрика // Изв. вузов. РФ. 1988. Т. 31, No 9. С. 1139.
16. Альтшулер Е.Ю., Давидович М.В. Дифракция сильной электромагнитной волны на полупроводниковых элементах в прямоугольном волноводе // Успехи современной радиоэлектроники. 2008. No 10. С. 39.
17. Альтшулер Е.Ю., Давидович М.В. Нелинейная дифракция электромагнитной волны на полупроводниковом элементе в прямоугольном волноводе // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2008. Т. 11, No 4. С. 64.
18. Голованов О.А. Электродинамический анализ нерегулярных волноводов и резонаторов с нелинейными средами // РЭ. 1990. Т. 35, No 9. С. 1853.
19. Давидович М.В. Метод конечных элементов в пространственно-временной области для нестационарной электродинамики // ЖТФ. 2006. Т. 76, вып. 1. С. 13.
20. Белоцерковский О.М. Давыдов Ю.М. Метод крупных частиц в газовой динамике. Вычислительный эксперимент. М.: Наука, 1982. 392 c.
21. Тихонровов А.В., Трубецков М.К. Новые задачи многослойной оптики // РЭ. 2005. Т. 50, No 2. С. 265.
22. Голант Е.И., Голант К.М. Новый метод расчета спектра и радиационных потерь вытекающих мод многослойных оптических волноводов // ЖТФ. 2006. Т. 86, вып. 8. С. 99.
23. Лаговский Б.А. Поглощающие и просветляющие плавно неоднородные покрытия для электромагнитных волн // РЭ. 2006. Т. 51, No 1. С. 74.
24. Давидович М.В., Алексутова С.В. Дифракция плоских волн на неоднородном магнитодиэлектрическом слое: сравнительный анализ методов // Излучение и рассеяние электромагнитных волн ИРЭМВ-2007. Труды международной конференции. Таганрог: ТРТУ, 2007. C. 357.
25. Ортега Дж., Рейнболдт В. Итерационные методы решения нелинейных систем уравнений со многими неизвестными. М.: Мир, 1975. 558 с.
BibTeX
author = {M. V. Davidovich and J. V. Stephuk},
title = {NONLINEAR ELECTROMAGNETIC WAVE PASSING THROUGH THE LAYER WITH QUADRATIC AND FRACTIONALLYPOLYNOMIAL PERMITTIVITY DEPENDENCES ON AMPLITUDE},
year = {2010},
journal = {Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics},
volume = {18},number = {3},
url = {https://old-andjournal.sgu.ru/en/articles/nonlinear-electromagnetic-wave-passing-through-the-layer-with-quadratic-and},
address = {Саратов},
language = {russian},
doi = {10.18500/0869-6632-2010-18-3-160-177},pages = {160--177},issn = {0869-6632},
keywords = {Nonlinear wave equation,diffraction,electromagnetic tunneling,semiconductor plasma,impact ionization,power limiting,stiff differential equations.},
abstract = {The integral equations for powerful flat electromagnetic wave diffraction on nonlinear dielectric layer with cubic nonlinearity and fractionallypolynomial permittivity dependence on wave amplitude have been considered and solved. There are results which have been obtained by several numerical methods: series approaching, minimal discrepancy, power series expansion, and Runge–Kutt methods. Also the some analytical results are presented. The possibilities of power limiting, superexponential damping and some other effects in semiconducting plasma have bean shown by numerical simulation. }}