Численное решение задачи о распространении электромагнитных ТМ-волн в круглом диэлектрическом волноводе, заполненном нелинейной средой
Изучается задача о распространении ТМ-поляризованных электромагнитных волн в двухслойном диэлектрическом волноводе кругового сечения, заполненного нелинейной средой. Физическая проблема сводится к нелинейной задаче сопряжения на собственные значения для системы нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений. Предложен численный метод нахождения собственных значений рассматриваемой задачи. Представлены результаты расчетов.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
Д. В. Валовик, Е. Ю. Смолькин
ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О РАСПРОСТРАНЕНИИ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ТМ-ВОЛН В КРУГЛОМ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ВОЛНОВОДЕ, ЗАПОЛНЕННОМ
НЕЛИНЕЙНОЙ СРЕДОЙ1
Аннотация. <...> Изучается задача о распространении ТМ-поляризованных электромагнитных
волн в двухслойном диэлектрическом волноводе кругового сечения,
заполненного нелинейной средой. <...> Физическая проблема сводится к нелинейной
задаче сопряжения на собственные значения для системы нелинейных
обыкновенных дифференциальных уравнений. <...> Предложен численный метод
нахождения собственных значений рассматриваемой задачи. <...> Ключевые слова: задача на собственные значения, задача сопряжения, уравнения
Максвелла, численный метод. <...> Постановка задачи
Рассмотрим трехмерное пространство 3 с декартовыми координатами
Oxyz . <...> В эту среду помещен цилиндрический
диэлектрический волновод с образующей, параллельной оси Oz , и
круговым поперечным сечением
Wx:0 22 }22
=<x y R
{
+
<
Введем цилиндрическую систему координат Oz
.
ρϕ так, чтобы ось Oz
декартовых координат совпадала с одноименной осью цилиндрической системы
координат. <...> Сечение волновода, перпендикулярное его оси, представляет собой два
концентрических круга радиусов 1R и 2R соответственно, т.е. волновод является
двухслойным. <...> Электромагнитное поле E , H удовлетворяет системе уравнений Максвелла
rot
электромагнитное поле экспоненциально затухает при ρ . <...> Можно показать, что для рассматриваемой геометрии и выбранной нелинейности
(закон Керра) компоненты полей могут быть представлены
в форме
=ρ , Ezz () izEeγ=ρ , HH () ize γϕϕ
() iz
=ρ , (2)
где γ – неизвестный вещественный спектральный параметр (постоянная распространения
электромагнитной волны). <...> Условия сопряжения и дисперсионное уравнение
Как известно, касательные составляющие электромагнитного поля непрерывны
на границе раздела сред. <...> 12,
Легко видеть, что при умножении в (1) полей ,EH на произвольную
постоянную 0 0C и коэффициента нелинейности на C0 2 система уравнений <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: