Особенности исследования электромагнитных характеристик плоскопараллельных диэлектрических объектов в квазиоптических пучках

• Автор: Емельянов, Евгений Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Список основных обозначений используемых в тексте

СВЧ - сверхвысокие частоты;

КВЧ - крайневысокие частоты;

ГВЧ - гипервысокие частоты;

ПММА - полиметилметакрилат;

МУНТ - многостенные углеродные нанотрубки;

ОР - открытый квазиоптический резонатор;

ЭМВ - электромагнитная волна;

КП - коэффициент прохождения;

ДП - диэлектрическая проницаемость;

КДП - комплексная диэлектрическая проницаемость; ЛОВ - лампа обратной волны;

ЭМИ - электромагнитное излучение;
ОАП - оптико-акустический преобразователь.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Исследование электромагнитных параметров материалов в терагерцовом диапазоне частот
1.1 Основные проблемы исследований в терагерцовом диапазоне частот
1.2 Исследование свойств материалов с использованием современной квазиоптической техники
1.3 Выводы
2 Взаимодействие квазиоптического пучка с многослойной средой
2.1 Отражение суперпозиции континуума плоских волн от плоского слоя
2.1.1 Представление квазиоптического пучка в виде суперпозиции континуума плоских монохроматических волн
2.1.2 Сравнительный анализ различных представлений квазиоптического пучка
2.2 Влияние поперечного размера квазиоптического пучка на величину коэффициента прохождения электромагнитной волны плоских диэлектриков
2.2.1 Эффект влияния диаметра пучка
2.2.2 Экспериментальная проверка эффекта влияния диаметра пучка
2.2.3 Решение обратной задачи
2.3 Выводы
3 Диэлектрический слой в открытом резонаторе
3.1 Слоистая среда в открытом резонаторе. Добротность и резонансные частоты
3.2 Открытый квазиоптический резонатор с наклонным диэлектриком
3.2.1 Математическая модель открытого резонатора с наклонным диэлектриком плоскопараллельной геометрии
3.2.2 Влияние угла наклона диэлектрика на параметры открытого резонатора
3.3 Условия устойчивости открытого резонатора с многослойной диэлектрической средой
3.3.1 Условия устойчивости резонатора с наклонным диэлектриком
3.4 Выводы
4 Экспериментальные исследования электромагнитных характеристик плоских диэлектрических объектов в квазиоптических пучках
4.1 Влияние угла наклона и продольного перемещения плоскопараллельного диэлектрического образца на характеристики ОР
4.1.1 Блок-схема экспериментальной установки на основе 8-мм открытого резонатора
4.1.2 Измерительная ячейка
4.1.3 Алгоритм измерения сдвига резонансной частоты при внесении плоского диэлектрика в ОР
4.1.4 Тестовые измерения материалов с известными значениями диэлектрической проницаемости
4.1.5 Чувствительность параметров открытого резонатора к продольным перемещениям наклонного диэлектрика
4.1.6 Оценка погрешности измерения сдвига резонансной частоты и уширения резонансной кривой
4.1.7 Электродинамическое масштабирование 4-мм открытого резонатора
4.2 Экспериментальная проверка возможности контроля влагосодержания с помощью ОР
4.2.1 Экспериментальная установка для синхронных измерений диэлектрической проницаемости и влажности плоских листовых материалов
4.2.2 Исследование влажности и ДП листовой бумаги
4.3 Измерение электромагнитных параметров композиционных материалов МУНТ/ПММА в диапазоне 0,1 - 0,8 ТГц
4.3.1 Измерительная установка. Методика измерений
4.3.2 Тестовые измерения
4.3.3 Экспериментальные результаты
4.3.3.1 Изготовление КМ и получение МУНТ
4.3.3.2 Экспериментальные результаты

2.1). Ось 2 совпадает с нормалью к границе раздела сред, а оси X и 7 лежат в плоскости границы раздела.
Квазиоптический пучок с волновым числом кх падает в плоскости Х2 на границу раздела сред под углом 0 . Считаем, что поперечный размер пучка (диаметр) 2м сравним или больше длины волны X.
раздела двух сред.
Такой пучок, как и плоская электромагнитная волна, может быть представлен в виде двух независимых компонент с горизонтальной и вертикальной поляризацией. В первом случае электрический вектор падающей волны перпендикулярен к плоскости падения - волна поляризована горизонтально, и во втором случае, когда магнитный вектор перпендикулярен плоскости падения, волна поляризована вертикально.
Введем штрихованную систему координат ХУХ, ось X которой совпадает с направлением распространения квазиоптического пучка, а начало координат пусть находится в шейке пучка и отстоит от раздела границы сред на расстоянии г. Ось У совпадает с 7, а ось X' перпендикулярна 72'. Распределение поля в пучке может быть записано [58]: