Об одном подходе к анализу резонансного рассеяния и генерации волн нелинейными слоистыми и периодическими структурами / About One Approach to the Analysis of Resonant Scattering and Wave Generation by Nonlinear Layered and Periodic Structures

Ангерман Л. / Angermann, L.
Технический университет Клаустал / RUS Технический университет Клаустал
Яцик В.В. / Yatsyk, V.V.
Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
Яцик Н.В. / Yatsyk, M.V.
Харьковский национальный университет радиоэлектроники / RUS Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1701-106117

Ангерман Л., Яцик В.В., Яцик Н.В. Об одном подходе к анализу резонансного рассеяния и генерации волн нелинейными слоистыми и периодическими структурами // Физические основы приборостроения. 2017. Т. 6. № 1(23). С. 106–117.
Angermann, L., Yatsyk, V.V., Yatsyk, M.V. About One Approach to the Analysis of Resonant Scattering and Wave Generation by Nonlinear Layered and Periodic Structures // Physical Bases of Instrumentation. 2017. Vol. 6. No. 1(23). P. 106–117.


Аннотация: Предложена математическая модель резонансного рассеяния и генерации волн нелинейными, кубически поляризуемыми, как поперечно слоистыми, так и продольно периодическими структурами. Модель позволяет с общих позиций исследовать свойства нелинейных слоистых и периодических объектов при возбуждении их пакетами квазиоднородных и квазипериодических волн. В частности, она может быть использована при описании свойств лазерной плазмы и процессов спонтанного образования периодических структур. Приведены результаты вычислений демонстрирующие эффект перекачки энергии колебания с частоты рассеяния в энергию колебания на частоте генерации для нелинейных, абсолютно прозрачных (в линейном приближении) деканализирующих и канализируюших слоев.

Abstract: A mathematical model of resonant scattering and wave generation by nonlinear, cubically polarizable, both transversely layered and longitudinally periodic structures is proposed. The model enables to study, from general positions, the properties of nonlinear layered and periodic objects being excited by packets of quasihomogeneous and quasiperiodic waves. In particular, it can be used to describe the properties of laser plasma and of the processes of spontaneous formation of periodic structures. The presented numerical results demonstrate the transfer effect from the wave energy at the scattering frequency to the wave energy at the generation frequency for nonlinear, decanalizing and canelizing layers that are absolutely transparent (in the linear approximation).

Ключевые слова: резонансное рассеяние, генерация колебаний, cubic polarizability, resonant scattering, резонансное рассеяние


Литература / References
  1. Gibbs, H. M. Optical Bistability: Controlling Light with Light. New York: Academic Press, 1985.
  2. Kivshar, Y. S., Agrawal, G. P. Optical Solitons. From Fibers to Photonic Crystals. New York: Academic Press, 2003.
  3. Siegel, P. H. Terahertz Technology // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2002. Vol. 50. No. 3. P. 910-928.
  4. Reimann K. Table-Top Sources of Ultrashort THz Pulses // Rep. Prog. Phys. 2007. Vol. 70. P. 1597-1632.
  5. Gavrilenko, V. I. Optics of Nanomaterials. Singapore: Pan Stanford Publishing, 2011.
  6. Dumin, O. M., Tretyakov, O. A., Akhmedov, R. D., and Dumina, O. O. Evolutionary Approach for the Problem of Electromagnetic Field Propagation Through Nonlinear Medium // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Радіофізика та електроніка. 2014. Вип. 24. № 1115. C. 23-28.
  7. Kochetova, L. A., Prosvirnin, S. L., and Tuz, V. R. Optical Bistability in a Grating with Slits Filled Nonlinear Media // Progress in Electromagnetics Research M. 2014. Vol. 35. P. 133-139. doi: 10.2528/PIERM14012606
  8. Валовик Д. В., Смирнов Ю. Г. Распространение электромагнитных волн в нелинейных слоистых средах. Пенза: Изд-во ПензГУ, 2010.
  9. Кравченко В. Ф., Яцик В. В. Эффекты резонансного рассеяния волн слоистой диэлектрической структурой с нелинейностью типа Керра // Электромагнитные волны и электронные системы. 2007. T. 12. № 12. C. 17-40.
  10. Shestopalov, Y. V., Yatsyk, V. V. Diffraction of Electromagnetic Waves by a Layer Filled with a Kerr-Type Nonlinear Medium // Journal of Nonlinear Mathematical Physics. 2010. Vol. 17. No. 3. P. 311-335. doi: 10.1142/S1402925110000921
  11. Angermann L., Yatsyk, V. V. Generation and Resonance Scattering of Waves on Cubically Polarisable Layered Structures // Numerical Simulations — Applications, Examples and Theory / Edited by Lutz Angermann. Rijeka: InTech, 2011. Chapter 8. P. 175-212. doi: 10.5772/13226
  12. Ангерман Л., Яцик В. В. Влияние слабых полей кратных частот на процесс резонансного рассеяния и генерации колебаний нелинейными слоистыми структурами // Физические основы приборостроения. 2013. Т. 2. № 1. C. 48-71.
  13. Ангерман Л., Кравченко В. Ф., Пустовойт В. И., Яцик В. В. Резонансное рассеяние и генерация колебаний канализирующими нелинейными слоистыми средами // ДАН, 2013. Т. 453. № 5. C. 496-500. (English Translation: Angermann L., Kravchenko, V. F., Pustovoit, V. I., and Yatsyk, V. V. Resonance Scattering and Generation of Oscillations by Channeling Nonlinear Layered Media // Doklady Physics. 2013. Vol. 58. No. 12. P. 535-539). doi: 10.1134/S1028335813120045
  14. Angermann L., Yatsyk, V. V. The Multifunctional Process of Resonance Scattering and Generation of Oscillations by Nonlinear Layered Structures // Cogent Physics. 2016. Vol. 3. No. 1. P. 1-19. doi: 10.1080/23311940.2016.1158342
  15. Шестопалов В. П., Сиренко Ю. К. Динамическая теория решеток. Киев: Наук. думка, 1989.
  16. Kleinman, D. A. Nonlinear Dielectric Polarization in Optical Media // Phys. Rev. 1962. Vol. 126. P. 1977-1979.