Особенности эффекта Доплера в многомодовом волноводе
Глущенко А.Г., Глущенко Е.П., Устинова Е.С.

 

Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, Самара, Россия,
Поволжский государственный университет сервиса, Самара, Россия

Аннотация:
В работе рассмотрена особенность эффекта Доплера при отражении волн от подвижного слоя диэлектрика в многомодовых волноводах для основной и высших типов волн. Получены расчётные соотношения для нахождения частот различных мод отражённых и прошедших через слой подвижного диэлектрика волн. Установлено, что с увеличением индекса мод зависимость частоты отражённых волн от скорости движения слоя диэлектрика уменьшается, а для прошедших волн, наоборот, возрастает. Взаимодействие волны с неоднородным подвижным слоем приводит к возбуждению высших мод отражённых и прошедших волн таким образом, что каждой моде соответствуют различные частотные сдвиги (мультичастотный эффект Доплера).

Ключевые слова:
многомодовые волноводы, отражение, мультичастотный эффект Доплера.

Цитирование:
Глущенко, А.Г. Особенности эффекта Доплера в многомодовом волноводе / А.Г. Глущенко, Е.П. Глущенко, Е.С. Устинова // Компьютерная оптика. – 2017. – Т. 41, № 5. – С. 687-693. – DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-5-687-693.

Литература:

  1. Ландсберг, Г.С. Оптика. Учеб. пособие: Для вузов / Г.С. Ландсберг. – 6-е изд. –М.: Физматлит, 2003. – 848 с. – ISBN: 5-9221-0314-8.
  2. Eden, A. The search for Christian Doppler / А. Eden. – Wien: Springer-Verlag, 1992. – 136 p. – ISBN: 978-3-7091-7378-7.
  3. Seddon, N. Observation of the inverse Doppler effect / N. Seddon, T. Bearpark // Science. – 2003. – Vol. 302, Issue 5650. – P. 1537-1540. – DOI: 10.1126/science.1089342.
  4. Schuster, P.M. Moving the stars: Christian Doppler, his life, his works and principle and the world after / P.M. Schuster. – Pöllauberg, Austria: Living Edition Publishers, 2005. – 232 p. – ISBN: 978-3-901585-05-2.
  5. Kozyrev, A.B. Explanation of the inverse Doppler effect observed in nonlinear transmission lines / A. Kozyrev, D.W. van der Weide // Physical Review Letters. – 2005. – Vol. 94(20). – 203902. – DOI: 10.1103/PhysRevLett.94.203902. 
  6. Glushchenko, A.G. Media movement effect on elastic waves propagation in planar waveguides / A.G. Glushchenko, E.P. Glushchenko, V.V. Ivanov, E.S. Ustinova // Eastern European Scientific Journal. – 2013. – Vol. 6. – P. 38-42. – DOI: 10.12851/EESJ201312ART07.
  7. Харитонов, С.И. Моделирование отражения электромагнитных волн от дифракционных решёток, нанесённых на произвольную поверхность / С.И. Харитонов, Н.Л. Казанский, Л.Л. Досколович, Ю.С. Стрелков // Компьютерная оптика. – 2016. – Т. 40, № 2. – С. 194-202. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-2-194-202.
  8. Горбань, И.И. Отражение и преломление акустических лучей на подвижной границе раздела сред / И.И. Горбань // Акустичний Вiстник. – 2004. – Т. 7, № 2. – С. 36-41.
  9. Ивахник, В.В. Пространственно-временные характеристики квазивырожденного четырёхволнового преобразователя излучения в прозрачной среде с учётом электрострикции и эффекта Дюфура / В.В. Ивахник, М.В. Савельев // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 4. – С. 486-491. – DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-4-486-491.
  10. Кузелев, М.В. Аномальный эффект Доплера и вынужденный эффект Черенкова в плазменном волноводе с тонким трубчатым пучком электронов / М.В. Кузелев, А.А. Рухадзе // Физика плазмы. – 2005. – Т. 31, № 8. – С. 693-700.
  11. Игнатов, Ю.А. Аномальный эффект Доплера при распространении магнитостатических волн в ферромагнитных плёнках и в структурах феррит-диэлектрик-металл / Ю.А. Игнатов, А.А. Климов, С.А. Никитов // Радиотехника и электроника. – 2010. – Т. 55, № 4. – С. 480-487.
  12. Лазарев, Ю.Ф. Запаздывание сигналов и эффект Доплера / Ю.Ф. Лазарев // Вісник НТУУ "Київський політехнічний інститут". Серія Приладобудування. – 2011. – Вип. 41. – С. 168-179.
  13. Карташов, И.Н. Коллективный эффект Черенкова и аномальный эффект Доплера / И.Н. Карташов, М.В. Кузелев, А.А. Рухадзе, Д.Н. Сепехри // Журнал технической физики. – 2005. – Т. 75, № 3. – С. 15-23.
  14. Li, G. Doppler effect in nonlinear optics / G. Li, T. Zentgraf, S. Zhang // Nature Physics. – 2016. – Vol. 12. – Р. 736-740. – DOI: 10.1038/nphys3699.
  15. Вилов, С.А. О возможности использования эффекта нелинейного рассеяния акустических волн в медицинской диагностике / С.А. Вилов, И.Н. Диденкулов, А.И. Мартьянов, Н.В. Прончатов-Рубцов // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 10. – C. 145-153.
  16. Карташов, И.Н. Пучковые неустойчивости при коллективном эффекте Черенкова и аномальном эффекте Доплера в пространственно ограниченной системе вблизи полосы непрозрачности / И.Н. Карташов, М.В. Кузелев // Журнал технической физики. – 2012. –Т. 82, № 4. – С. 62-68.
  17. Garetz, B.A. Angular Doppler effect / B.A. Garetz // Journal of the Optical Society of America. – 1981. – Vol. 71, Issue 5. – Р. 609-611. – DOI: 10.1364/JOSA.71.000609.
  18. Dholakia, K. An experiment to demonstrate the angular Doppler effect on laser light / K. Dholakia // American Journal of Physics. – 1998. – Vol. 66, Issue 11. – Р. 1007-1010. – DOI: 10.1119/1.19000.
  19. Korech, O. Observing molecular spinning via the rotational Doppler effect / O. Korech, U. Steinitz, R.J. Gordon, I.Sh. Averbukh, Y. Prior // Nature Photonics. – 2013. – Vol. 7. – Р. 711-714. – DOI: 10.1038/nphoton.2013.189.
  20. Barsukov, К.A. The Doppler effect in chiral media / К.A. Barsukov, А.А. Smirnova // Proceedings of the 1995 International Symposium of Electromagnetic Theory URSI, St. Petersburg. – 1995. – P. 239-241.
  21. Барсуков, К.А. Об эффекте Доплера в анизотропной и гиротропной среде / К.А. Барсуков // ЖЭТФ. – 1959. – Т. 36, Вып. 5. – С. 1485-1491.
  22. Розанов, Н.Н. Досветовой и сверхсветовой параметрические эффекты Доплера при отражении света от движущейся плавной неоднородности среды / Н.Н. Розанов // ЖЭТФ. – 2012. – Т. 142, № 6(12). – С. 1101-1107.
  23. Устинов, А.В. Дифракция на аксиконе с учётом нескольких внутренних отражений / А.В. Устинов, С.А. Дегтярев, С.Н. Хонина // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 4. – С. 500-507. – DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-4-500-507.
  24. Jebbor, N. A microwave method for complex permittivity extraction of thin materials / N. Jebbor, B. Seddik // Journal of Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications. – 2012. – Vol. 11, Issue 2. – P. 285-295. – DOI: 10.1590/S2179-10742012000200006.
  25. Collin, R.E. Foundations for microwave engineering / R.E. Collin. – 2nd ed. – Wiley-IEEE Press, 2000. – 944 p. ISBN: 978-0-7803-6031-0.
  26. Лоза, О.Т. Генерация сильноточных релятивистских электронных пучков со стабильными в течение микросекунды параметрами с помощью взрывоэмиссионных катодов / О.Т. Лоза // Журнал технической физики. –  2008. – Т. 78, Вып. 11. – C. 93-98.
  27. Bekhovskaya, K.S. The use of a high-current electron beam in plasma relativistic microwave oscillators / K.S. Bekhovskaya, I.L. Bogdankevich, P.S. Strelkov, V.P. Tarakanov, D.K. Ul’yanov // Plasma Physics Reports. – 2011. – Vol. 37(13). – P. 1119-1124. – DOI: 10.1134/S1063780X11070051.
  28. Розанов, Н.Н. Сверхсветовой параметрический эффект Доплера в диэлектриках и в электрон-позитронном вакууме / Н.Н. Розанов // Письма в ЖЭТФ. – 2012. – Т. 95, Вып. 12. – C. 689-692.
  29. Wang, L.J. Gain-assisted superluminal light propagation / L.J. Wang, A. Kuzmich, A. Dogariu // Nature. – 2000. – Vol. 406, Issue 6793. – P. 277-279. – DOI: 10.1038/35018520.
Розанов, Н.Н. Параметрический эффект Доплера при отражении света от движущейся плавной неоднородности среды / Н.Н. Розанов // Оптика и спектроскопия. – 2012. – Т. 113, № 5. – C. 613-617.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20