Электротепловая колебательная неустойчивость в диэлектрических резонаторах

• Автор: Журавлёв, Михаил Владиславович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Глава 1. Нелинейные взаимодействия и тепловая неустойчивость в диэлектрических резонаторах.
(Обзор литературы.).
1.1 Нелинейные свойства сегнетоэлектрических резонаторов СВЧ
1.2 Резонансные явления и пороговые нелинейные оптические эффекты в каплях аэрозоля и микрорезонаторах.
1.2.1. Дифракция электромагнитных волн на шаре и
резонансный отклик аэрозольных частиц
1.2.2. Нелинейные пороговые эффекты при рассеянии света аэрозольными частицами
1.2.3. Термооптические эффекты в аэрозольных частицах
1.3 Задачи диссертационной работы
Глава 2. Сравнительный анализ методик расчета функций Рикатги-Бесселя и асимптотические оценки амплитуд парциальных волн применительно к расчетам интегральных характеристик ЭТВ,
2.1 Возбуждение электромагнитных колебаний в диэлектрическом шаре. ( Основные уравнения теории Ми.),
2.2 Функции Риккати-Бесселя первого и третьего рода
в расчетах интегральных коэффициентов и оптических полей внутри сферических резонаторов и аэрозольных частиц
2.3 Асимптотические и тестовые оценки амплитуд парциальных волн Ми внутри крупных сферических
частиц и диэлектрических резонаторов
2.4 Амплитуды парциальных волн оптических полей внутри диэлектрических сегнетоэлектрических резонаторов и сферических аэрозольных частиц в условиях резонанса
Глава 3 Эяектротегшовая колебательная неустойчивость в сегнетоэлектрических резонаторах.
3.1 Уравнения электротеплового колебательного возбуждения в диэлектрических резонаторах
3.2 Динамика электротепловой колебательной неустойчивости в двухмодовом режиме
3.3 Динамика электротепловой колебательной неустойчивости в трехмодовом режиме
3.4 Собственные электромагнитные колебания сферического сегнетоэлектрического резонатора
и .линейная задача теплопроводности в шаре
3.5 Интегральные коэффициенты электротеплового колебательного возбуждения в сферических сегнетоэлектрических резонаторах
3.6 Правила отбора взаимодействующих мод в двухмодовом и трехмодовом режиме ЭТВ и особенности расчета интегральных коэффициентов
3.7 Пороговая мощность ЭТВ в двухмодовом режиме
3.8 Пороговая мощность ЭТВ в трехмодовом режиме
Глава 4. Вынужденное температурное рассеяние в аэрозольных частицах.
4.1 Вычисление интегральных характеристик электротепловой связи в каплях аэрозоля
4.2 Порог вынужденного температурного рассеяния
в крупных аэрозольных каплях в двухмодовом режиме
4.3 Пороговые мощности фототепловой колебательной неустойчивости в капельном аэрозоле. Трехмодовый режим
Заключение
Литература

Предметом данной диссертационной работы является теоретическое исследование процесса электротепловой колебательной неустойчивости в распределенных колебательных системах с зависимостью реактивных параметров от температуры. Специфика работы состоит в рассмотрении электромагнитных волновых явлений совместно с процессами температурной релаксации. В большинстве случаев представляет интерес рассмотрение процесса температурной релаксации в системах со многими степенями свободы, также с учетом неоднородности электромагнитного поля и распределения температуры.
Теоретический анализ, базируемый на методах теории распределенных колебательных систем, может быть проведен единообразно для двух классов колебательных систем, различающихся по частотным диапазонам и имеющих существенно разные диэлектрические характеристики. Один класс составляют сегнетоэлектрические резонаторы СВЧ из 5гТЮ3 или КТа03, другой класс- микрорезонаторы оптического диапазона прозрачные аэрозольные капли микронных размеров.
В нелинейных резонаторах из 8гТЮ3 или КТа03, благодаря уникальной совокупности их физических свойств при низких ( гелиевых ) температурах, таких как высокое значение диэлектрической проницаемости, значительная нелинейная зависимость диэлектрической проницаемости, при условии малых диэлектрических потерь, существуют благоприятные условия для стрикционного параметрического возбуждения акустических колебаний ( СПВ ). В то же время зависимость диэлектрической нелинейности и проницаемости от температуры, а также высокая добротность резонаторов делает возможным осуществить и исследовать, наряду' со стрикционным параметрическим возбуждением, процессы релаксации температуры в колебательной системе, при этом модуляция температурно чувствительных параметров системы приводит к развитию разного вида неустойчивостей системы, в том числе- электротепловой

к 1с
Нг =ёзт(ф)ап(6)—- Не = <ісоз(Є)8т((р)—
Н =<ісо8(ф)^- (2.17)

где: д = ті[т^1(р)Ч'і'(тр)-^!'(р)Ч,1(тр)]~1 (2..13) т=п-і К-комплексный показатель преломления вещества частицы; р = 2яа/ц}1 -параметр дифракции частицы, а - радиус частицы, к0-волновое число распространения волны в вакууме. Сферические функции Ршскатм-Б ессеяя первого порядка и их производные равны [140]:
4С(2) = !Н^_с08(2)
Чу(г) = білСгХІ / г2 -1)
Ґ, (г) = -(!--) ехр(-іг) г
С: (2) “ (-у - - - і) ехр(-іг)
(2.19)
(2.20)
Из формул (2.17), (2.19) следует, что е центре частицы выполняется следующее соотношение для магнитного поля: |Н|=Ав| (2.21)
и для относительной интенсивности излучения в центре сферической частицы имеем:
В = п|іі Г (2.22-)
для эффективного коэффициента поглощения излучения, рассчитанного согласно определению в [190]: