Модуляционная неустойчивость поперечно ограниченных электромагнитных волн терагерцового диапазона в параэлектрике титанат стронция

Автор(и)

  • Светлана Владимировна Кошевая Автономный университет штата Морелос, Mexico https://orcid.org/0000-0002-5966-1343
  • Владимир Всеволодович Гримальский Автономный университет штата Морелос, Mexico https://orcid.org/0000-0001-8313-6621
  • Ю. Н. Коцаренко Автономный университет штата Морелос, Mexico
  • Маргарита Текпойотль-Торрес Автономный университет штата Морелос, Mexico https://orcid.org/0000-0002-4336-3771

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347016110029

Ключові слова:

ТГц излучение, кубичная нелинейность, частотная дисперсия, модуляционная неустойчивость, короткие импульсы

Анотація

В рамках построенной приближенной феноменологической модели теоретически исследована модуляционная неустойчивость поперечно ограниченных электромагнитных волн терагерцового диапазона в параэлектрических кристаллах SrTiO3 при температурах порядка 77 K. Кубичная нелинейность и частотная дисперсия соответствуют существованию модуляционной неустойчивости протяженных входных импульсов. Приведены результаты численных исследований модуляционной неустойчивости. Поперечная ограниченность входных импульсов может стабилизировать модуляционную неустойчивость. Порог модуляционной неустойчивости понижается при наличии отражений от границ кристалла. При развитии модуляционной неустойчивости имеется возможность генерации последовательности коротких терагерцовых импульсов на выходе кристалла. Фокусировка входных импульсов понижает порог модуляционной неустойчивости.

Посилання

Lee Y.-S. Principles of Terahertz Science and Technology / Yun-Shik Lee. — N.Y. : Springer, 2009. — 340 p. — DOI : http://dx.doi.org/10.1007/978-0-387-09540-0.

Perenzoni M. Physics and Applications of Terahertz Radiation / Matteo Perenzoni, Douglas J. Paul (eds.). — N.Y. : Springer, 2014. — 255 p. — DOI : http://dx.doi.org/10.1007/978-94-007-3837-9.

Siegel P. H. Terahertz pioneer: Erik L. Kollberg “Instrument Maker to the Stars” / Peter H. Siegel // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technology. — Sept. 2014. — Vol. 4, No. 5. — P. 538–544. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TTHZ.2014.2344191.

Tunable broadband frequency-multiplied terahertz sources / John S. Ward, Goutam Chattopadhyay, John Gill, Hamid Javadi, Choonsup Lee, Robert Lin, Alain Maestrini, Frank Maiwald, Imran Mehdi, Erich Schlecht, Peter Siegel // Infrared, Millimeter and Terahertz Waves : 33rd Int. Conf. IRMMW-THz, 15–19 Sept. 2008, Pasadena, CA : proc. — IEEE, 2008. — P. 1–3. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ICIMW.2008.4665437.

Лебедев А. И. Физика полупроводниковых приборов / А. И. Лебедев. — M. : Физматлит, 2008. — 488 с.

Кившарь Ю. С. Оптические солитоны. От волоконных световодов к фотонным кристаллам / Ю. С. Кившарь, Г. П. Агравал. — М. : Физматлит, 2006. — 648 с.

Вендик О. Г. Сегнетоэлектрики в технике СВЧ / О. Г. Вендик. — М. : Сов. Радио, 1979. — 272 с.

Рез И. С. Диэлектрики. Основные свойства и применения в электронике / И. С. Рез, Ю. М. Поплавко. — M. : Радио и связь, 1989. — 288 с.

Фізичне матеріалознавство. Т. 2: Діелектрики / Ю. М. Поплавко, Л. П. Переверз, С. О. Воронов, Ю. І. Якименко. — К. : КПІ, 2007. — 391 с.

Gevorgian S. Ferroelectrics in Microwave Devices, Circuits and Systems / Spartak Gevorgian. — N.Y. : Springer, 2009. — 394 p. — DOI : http://dx.doi.org/10.1007/978-1-84882-507-9.

Низкотемпературные сегнетоэлектрики: Диэлектрическая проницаемость, потери и параметрические взаимодействия на СВЧ / И. М. Бузин, И. В. Иванов, Г. В. Белокопытов, В. М. Сычев, В. Ф. Чупраков // Известия вузов. Физика. — 1981. — Т. 24, № 8. — С. 6–28.

Параметрическое и нелинейное взаимодействие электромагнитных волн в параэлектриках / Л. Г. Гассанов, С. В. Кошевая, Т. Н. Нарытник, М. Ю. Омельяненко // Известия вузов. Радиоэлектроника. — 1978. — Т. 21, № 10. — С. 56–63.

Кошевая С. В. Генерация третьей гармоники в нелинейном диэлектрике без дисперсии / С. В. Кошевая, Л. Г. Гассанов, М. Ю. Омельяненко // Украинский физический журнал. — 1980. — Т. 25, № 7. — С. 1118–1123.

Кошевая С. В. Влияние дисперсии в волноведущих системах с кубично нелинейными диэлектриками / С. В. Кошевая, М. В. Кононов, М. Ю. Омельяненко // Известия вузов. Радиоэлектроника. — 1985. — Т. 28, № 3. — С. 53–56.

Кононов М. В. Нелинейные СВЧ волны в кристаллах / М. В. Кононов, С. В. Кошевая, М. Ю. Омельяненко // Квантовая электроника. — 1984. — № 26. — С. 55–68. — (Сб. трудов ин-та физики полупроводников АН УССР).

Гассанов Л. Г. Об умножении частот в параэлектриках / Л. Г. Гассанов, С. В. Кошевая, М. Ю. Омельяненко // Радиотехника и электроника. — 1980. — Т. 25, № 6. — С. 1238–1243.

Гримальский В. В. Автомодуляционная неустойчивость и солитоны в сегнетоэлектриках / В. В. Гримальский, С. В. Кошевая // Письма в ЖТФ. — 1987. — Т. 13, № 17. — С. 1070–1073.

Vugmeyster I. D. Development of a terahertz time-domain spectrometer optimized at 5-8 THz and the study of surface polaritons in NiO–SrTiO3 nano-composite ceramics / Ilya D. Vugmeyster // PhD dissertation. The University of Michigan. — 2013. — 121 p. — URL : http://hdl.handle.net/2027.42/99843.

The low-temperature infrared optical functions of SrTiO3 determined by reflectance spectroscopy and spectroscopic ellipsometry / K. Kamars, K.-L. Barth, F. Keilmann, R. Henn, M. Reedyk, C. Thomsen, M. Cardona, J. Kircher, P. L. Richards, J.-L. Stehle // J. Appl. Phys. — 1995. — Vol. 78, No. 3. — P. 1235–1240. — DOI : http://dx.doi.org/10.1063/1.360364.

Tunable ferroelectric ceramic-polymer composites for sub-THz applications / Y. Yashchyshyn, K. Godziszewski, P. Bajurko, J. Modelski, M. Szafran, E. Bobryk, E. Pawlikowska, G. Tarapata, J. Weremczuk, R. Jachowicz // 43rd European Microwave Conf. : EuMC, 7 –10 Oct. 2013, Nuremberg, Germany : proc. — IEEE, 2013. — P. 676–679. — URL : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?tp=&arnumber=6686746.

Умножение частот терагерцового излучения в кристаллах параэлектрика титаната стронция / А. Замудио-Лара, С. В. Кошевая, В. В. Гримальский, Ф. Яньез-Кортес // Известия вузов. Радиоэлектроника. — 2015. — Т. 58, № 9. — С. 33–40. — DOI : http://dx.doi.org/10.20535/S0021347015090034.

Kodama Y. Nonlinear pulse propagation in a monomode dielectric guide / Y. Kodama, A. Hasegawa // IEEE J. Quantum Electron. — May 1987. — Vol. 23, No. 5. — P. 510–524. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/JQE.1987.1073392.

Марчук Г. И. Методы расщепления / Г. И. Марчук. — М. : Наука, 1988. — 264 с.

Самарский А. А. Теория разностных схем / А. А. Самарский. — М. : Наука, 1989. — 616 с.

##submission.downloads##

Опубліковано

2016-11-23

Як цитувати

Кошевая, С. В., Гримальский, В. В., Коцаренко, Ю. Н., & Текпойотль-Торрес, М. (2016). Модуляционная неустойчивость поперечно ограниченных электромагнитных волн терагерцового диапазона в параэлектрике титанат стронция. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 59(11), 19–28. https://doi.org/10.20535/S0021347016110029

Номер

Том 59 № 11 (2016)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2016 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.