Архив публикаций

Тезисы

XIII-ая конференция

Геометрические оценки параметров поверхностной электромагнитной волны в планарном волноводе

Гладких О.Б., Токарев В.В.

Россия, 399784, г. Елец, ул. Королева, 21, кв. 131

При распространении поверхностной электромагнитной волны в планарном волноводе из висмута, находящемся в квантующем магнитном поле, возникают интенсивные осцилляционные максимумы. Численный расчёт установил, что интенсивность максимумов превосходит возможный отклик материала в отсутствие магнитного поля. Поэтому является актуальным вопрос об усилении и генерации инфракрасного излучения в рассматриваемых условиях. Знание параметров электромагнитного процесса, протекающего в планарном волноводе, позволяет сделать выводы об интенсивности взаимодействия электромагнитной волны со стенками волновода и построении наиболее эффективного резонатора.

Математическое моделирование формы зависимости интенсивности электромагнитного излучения, провзаимодействовавшего со стенками планарного волновода, от величины магнитного поля позволило получить значения комплексного показателя поглощения по направлению вглубь среды и компоненты вдоль зазоре между стенками волновода комплексного волнового вектора электромагнитной волны, распространяющейся в планарном волноводе. Оказалось, что при длине падающей электромагнитной волны λ=10,6 мкм, электромагнитная волна проникает внутрь кристалла на расстояние не более 0,5 мкм, причём в областях резонансных переходов электронов между уровнями Ландау валентной зоны и зоны проводимости это расстояние уменьшается до 0,15 мкм с ростом магнитного поля. Внутри волновода электромагнитная волна распространяется почти параллельно направляющей. Однако, при проникновении в кристалл волна разворачивается и почти под прямым углом к первоначальному направлению распространяется вглубь кристалла. Следует отметить, что длина волны в кристалле уменьшается примерно в 10 раз и осциллирует в резонансных областях. Найдено, что реализуется возможность, когда в анизотропном кристалле висмута направление распространения энергии и волнового фронта не совпадают. Угол между этими направлениями составляет не более 5°.

В волноводе распространяется, по крайней мере, три электромагнитной волны, обусловленные взаимодействием с электронами, сосредоточенными в эквивалентных L точках зоны Бриллюэна. Численные значения параметров, характеризующих геометрию распространения волны в волноводе, незначительно различаются для электронов с различными циклотронными массами. Эти результаты подтверждают данные, представленные выше.