Выпуск № 2 (10), 2024
Содержание номера
|
Раздел 1. Теоретическая электродинамика |
|
|
ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОДНЫЙ МОДУЛЯТОР НА ОСНОВЕ ВЫРОЖДЕННОЙ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ |
стр. 4 - 10 |
|
Аннотация Предложен оптический управляемый амплитудный модулятор (затвор) на основе периодически гофрированного двухмодового волновода из электрооптического материала. В таком волноводе при наличии электрооптического эффекта Поккельса возможна гибридизация двух волноводных мод и в результате возникновение в определенном диапазоне частот запрещенной зоны, вырожденной по поляризации волноводной моды (так называемой вырожденной запрещенной зоны, или внутрибриллюэновской запрещенной зоны). Для примера планарного волновода из материала с характеристиками, близкими к ниобату лития, с синусоидальной гофрированной верхней поверхностью численно рассчитаны характеристики вырожденной запрещенной зоны. Показано, что запрещенная зона формируется одновременно для обеих волноводных мод. При этом вне запрещенной зоны коэффициент прохождения волны через модулятор для поляризации, совпадающей с поляризацией падающей волны, более 90% по мощности, тогда как коэффициент прохождения в кросс-поляризацию менее 0,1% по мощности при наличии гибридизации мод во всем диапазоне частот в окрестности запрещенной зоны. В запрещенной зоне основное отражение осуществляется в кросс-поляризацию (более 95% по мощности), тогда как отражение в поляризацию, соответствующую поляризации падающей волны, составляет менее 2% по мощности во всем диапазоне частот в окрестности запрещенной зоны. Оцениваемая эффективность предлагаемого модулятора (произведение электрического напряжения, обеспечивающего электрооптический эффект, на длину волновода, на которой коэффициент прохождения падает ниже 10% по мощности) составляет около 2 В·см, что соответствует характерной эффективности интегрированных волноводных электрооптических модуляторов, представленных в литературе. Ключевые слова: Электрооптический модулятор, эффект Поккельса, вырожденная запрещенная зона, гофрированный волновод, вращение поляризации
ELECTROOPTIC WAVEGUIDE MODULATOR BASED ON A DEGENERATE BAND GAP Abstract A tunable optical amplitude modulator (gate) based on a periodically corrugated two-mode waveguide made of electrooptic material is proposed. In such a waveguide, in the presence of the electrooptic Pockels effect, hybridization of the two waveguide modes and, as a result, formation of a band gap in a certain frequency range degenerate to the polarization of the waveguide mode (the so-called degenerate band gap or intra-Brillouin band gap) can be realized. For the example of a planar waveguide with a sinusoidal corrugated top surface made of a lithium niobate-like material, the characteristics of the degenerate band gap have been numerically calculated. It has been shown that the band gap was formed simultaneously for both waveguide modes. Moreover, outside the band gap, the transmission coefficient of the wave through the modulator for the polarization coinciding with the polarization of the incident wave was more than 90% by power, while the transmission coefficient for the cross-polarization was less than 0,1% by power in the presence of the mode hybridization over the entire frequency range in the vicinity of the band gap. Inside the band gap, the main reflection occurs into the cross-polarization (more than 95% by power), while the reflection into the polarization corresponding to the polarization of the incident wave was less than 2% by power over the entire frequency range in the vicinity of the band gap. The estimated efficiency of the proposed modulator (the electrical voltage providing the electrooptic effect times the waveguide length for which the transmission coefficient becomes less 10% by power) was about 2 V*cm, which corresponds to the typical efficiency values for integrated waveguide electrooptic modulators presented in the literature. Keywords: Electrooptic modulator, Pockels effect, degenerate band gap, corrugated waveguide, polarization rotation |
|
|
ЭФФЕКТИВНЫЙ ВОЛНОВОЙ ВЕКТОР ИЗЛУЧЕНИЯ В ДВУМЕРНОМ ДВУХКОМПОНЕНТНОМ КОМПОЗИТЕ |
стр. 11 - 17 |
|
Аннотация Исследован эффективный волновой вектор излучения, распространяющегося в двумерном композите из двух компонент, расположенных в шахматном порядке. Показано, что в длинноволновом пределе эффективный волновой вектор сходится к электростатическому решению для статистически симметричного двухкомпонентного композита. Ключевые слова:композитные материалы, теория гомогенизации
EFFECTIVE WAVE VECTOR OF RADIATION IN A TWO-DIMENSIONAL TWO-COMPONENT COMPOSITE MATERIAL Abstract The effective wave vector of radiation propagating through a two-dimensional two-component checkerboard composite material has been studied. It is shown that in the long-wavelength limit the effective wave vector converges to the electrostatic solution for a statistically symmetric two-component composite. Keywords: composite material, homogenization theory |
|
|
УПОРЯДОЧЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ В МОДЕЛИ АА ГРАФЕНА С ГРУППОЙ СИММЕТРИЙ SU(4) |
стр. 18 - 22 |
|
Аннотация В работе мы обсуждаем классификацию упорядоченных состояний для модели двухслойного АА графена, основанную на матричной группе SU(4). Теория со столь широкой группой симметрий возникает из-за объединения спинового и т.н. долинного вырождений в широкий мультиплет, типичный для графена и других двумерных материалов на его основе. Мы описываем построение эффективной модели, демонстрирующей SU(4)-инвариантность, и намечаем этапы исследования полученного гамильтониана на основе метода среднего поля. Упорядоченные состояния такой системы описываются единым SU(4)-инвариантным уравнением самосогласования. Мы явно сконструируем три различных класса решений выведенного уравнения самосогласования, а также обобщим имеющуюся в литературе топологическую схему классификации упорядоченных фаз на случай двухслойного АА графена. Ключевые слова:двухслойный аа графен, упорядоченное состояние, группа SU(4)
ORDERED STATES IN THE SU(4)-SYMMETRIC MODEL OF AA BILAYER GRAPHENE Abstract In this paper we discuss the classification of ordered states for model of bilayer AA graphene based on the SU(4) matrix group. Such a wide group of symmetries arises due to the unification of spin and the so-called valley degeneracy into a broad multiplet, typical for graphene and other two-dimensional materials based on it. We describe the construction of an effective theory demonstrating the SU(4) invariance, and discuss the mean field investigation of the resulting Hamiltonian. Ordered states of such a system are represented by a unifying SU(4)-invariant self-consistency equation. We will explicitly construct three different classes of solutions for the derived self-consistency equation. Using the SU(4) invariance, we generalize a previously published topological classification scheme for non-superconducting ordered states in bilayer AA graphene. Keywords: bilayer AA graphene, ordered state, SU(4) group |
|
|
Раздел 2. Вопросы экспериментальной электродинамики |
|
|
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБЪЕКТА С МОНОРЕЛЬСОМ ТАЛИ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЕГО ЭПР |
стр. 23 - 32 |
|
Аннотация В работе представлена оценка влияния взаимодействия объекта измерения с монорельсом тали при экспериментальных исследованиях характеристик рассеяния объектов на примере автоматизированного измерительного комплекса – компактного полигона ИТПЭ РАН. Монорельс тали используется для установки объектов измерения на позиционеры, а также для установки самих позиционеров, и потому проходит непосредственно над рабочей зоной измерительного комплекса. Рассмотрены модельные задачи по измерению характеристик рассеяния идеально проводящего диска, которые наглядно показывают, что сигнал от взаимодействия с монорельсом может превышать измеряемый сигнал от самого объекта. Задачи решались в оптическом приближении. Для оценки некоторых конструктивных особенностей монорельса был проведен расчет поля рассеяния на монорельсе методом интегральных уравнений. Выявлено, что на результаты измерения характеристик рассеяния могут влиять не только переотражения между объектом и нижней полкой монорельса, но и переотражения, связанные с наличием двугранного уголка, образованного верхней частью швеллера и его вертикальной стенкой. Предложена схема покрытия монорельса широкополосным радиопоглощающим покрытием для снижения данного влияния на результаты измерения. Предложенная схема была реализована для рассматриваемого измерительного комплекса. Ключевые слова: компактный полигон, помеховые сигналы, безэховая камера, эффективная площадь рассеяния, метод физической оптики
ASSESSMENT OF THE INFLUENCE OF THE INTERACTION OF AN OBJECT WITH A MONORAIL HOIST ON THE RESULTS OF MEASUREMENTS OF ITS RCS Abstract The paper presents an assessment of the influence of the interaction of the measurement object with the hoist monorail during experimental studies of the scattering characteristics of objects in, as example, the Automated measuring complex - a compact range of ITAE RAS. The hoist monorail is used to install measurement objects on positioners, as well as to install the positioners themselves, and therefore passes directly above the quiet zone of the measuring complex. Model problems for measuring the scattering characteristics of an ideally conducting disk are considered, which clearly show that the signal from interaction with a monorail can exceed the measured signal from the object itself. The problems were solved in the optical approximation. To assess some of the design features of the monorail, the scattered field of the monorail was calculated using the method of integral equations. It was revealed that the results of measuring scattering characteristics can be influenced not only by re-reflections between the object and the bottom flange of the monorail, but also by re-reflections associated with the presence of a dihedral corner formed by the upper part of the channel and its vertical wall. A scheme for covering the monorail with a broadband radio-absorbing coating has been proposed to reduce this influence on the measurement results. The proposed scheme was implemented for the measuring complex under consideration. Keywords: compact range, interference signals, anechoic chamber, radar cross section, physical optics method |