Дифракция электромагнитных волн в неоднородных нелинейных средах

• Автор: Смирнов, Александр Ильич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 318 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Квазиоптика плавно неоднородных сред
1.1. Монохроматические волновые пучки (безаберраци-
онное приближение)
1.1.1. Уравнение квазиоптики в плавно неоднородной
среде
1.1.2. Псевдогиротропия
1.1.3. Пучки в системах, допускающих разделение переменных
1.1.4. Пучки в системах с “кручением'’
1.2. Обобщение дифракционной теории аберраций на
плавно неоднородные среды
1.3. Примеры и замечания
1.3.1. “Винтовая” система координат
1.3.2. К обобщению закона Рытова в квазиоптике
1.3.3. Влияние кручения опорного луча на фокусирую-
щие свойства эквивалентной оптической линии
1.3.4. Трансформаторы волноводных мод
1.3.5. О зонах дифракции Френеля и Фраунгофера в
плавно неоднородных средах
1.3.6. Квазиоптические пучки электронно-циклотронных волн в слоисто-неоднородной плазме

2. Эффекты самовоздействия и взаимодействия волновых полей при направленной передаче электромагнитного излучения в неоднородных нелинейных средах
2.1. Интенсивные волновые пучки в плавно неоднородных локально нелинейных средах
2.1.1. Опорный луч волнового пучка
2.1.2. Самосогласованное описание трассы распространения и поля волнового пучка
2.1.3. Двумерные волновые пучки и самоподдержива-
ющиеся волновые каналы
2.2. Динамика солитоноподобных волновых сигналов в
плавно неоднородных и слабо нестационарных нелинейных средах
2.2.1. Уравнения динамики “квазисолитонов”
2.2.2. Неоднородные нестационарные среды с локальной нелинейностью
2.2.3. Перестройка частоты “квазисолитонов” под
воздействием нелинейных инерционных процессов
2.3. Взаимодействие между пучками электромагнитных
волн в плазме с нелокальной тепловой нелинейностью
2.3.1. Основные уравнения и приближения
2.3.2. Взаимная рефракция двумерных волновых пучков
2.3.3. Взаимная рефракция трехмерных волновых пуч-

2.3.4. Совместное прохождение волновых пучков
сквозь барьеры непрозрачности. Нелинейное возбуждение плазменных волноводов

2.4. Стрикционные нелинейные эффекты при распространении интенсивных СВЧ волн вдоль длинных линий в прозрачной плазме
2.4.1. Описание эксперимента
2.4.2. Сопоставление результатов эксперимента с теоретическими оценками
3. Влияние слабых радиационных потерь на эволюцию сильно нелинейных волновых образований
3.1. Самофокусировка “квазистационарных” волновых
пучков
3.1.1. Докритический режим (Р < Рсг)
3.1.2. Надкритический режим (Р > Рсг)
3.2. Пространственная динамика солитоноиодобных приповерхностных волновых каналов
3.2.1. Вывод исходных уравнений
3.2.2. Динамика самосогласованных волноводных каналов в отсутствие волны накачки
3.2..3. Взаимодействие приповерхностных волновых
каналов с волной накачки
4. Взаимная нелинейная трансформация локализованных и нелокализованных волновых полей
4.1. Рассеяние и поглощение волн при параметрическом взаимодействии с модами волновых каналов
4.1.1. Плоский слой однородной нелинейной среды
4.1.2. Плавно неоднородный волновой канал
4.2. Излучение электромагнитных волн при нелинейном
взаимодействии поверхностных мод в плазменных
пленках
4.2.1. Однородные плазменные пленки

1.1.2. Псевдогиротропшг
Иногда по тем или иным соображениям выгодно представлять поле волнового пупка в косоугольной системе координат (г, связанной
с естественным трехгранником. Для этого необходимо применить пре-
Етп[в) = 6 Ятп(6 + 7г/2), после укоронения (1.1.6) полупаєм систему уравнений
где етп — едининный антисимметринный тензор.
Уравнения (1.1.10) расцепляются для волн с круговыми поляризация-
единицу, складывая с первым (а затем выпитая из него), полунаем
Добавки разных знаков к эффективным показателям преломления волн с правой и левой круговыми поляризациями устанавливает определенное сходство (1.1.11) с уравнениями для волн в оптипески активных средах (раствор сахара, скипидар). Можно сказать, пто кручение трассы распространения приводит к эффектам “квази-” или “псевдогиротро-пии” в средах без пространственной дисперсии. Впрочем, в других ситуациях, когда Л >> Ь£, гиротропию, обусловленную многократным рассеянием на макронеоднородностях, уместнее трактовать как проявление структурной пространственной дисперсии дальнего порядка [16].
* В оптике и электродинамике направления круговых поляризаций определяются по-разному. В данном случае знак “плюс” соответствует правокруговой поляризации в электродинамическом смысле — направление вращения вектора поляризации связано с волновым вектором правилом правого винта.
образование поворота к координатам (£т — Ятп (9) г]п) и полю
— Ятп(9) Ёу). Упитывая, пто производная от оператора поворота
ми: Ш± = ИД±г№-2* Домножаявторое из уравнений (1.1.10) на мнимую