Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
Представлена теория солитонов в среде, дисперсия и нелинейность которой описываются уравнением Дуффинга. Для сигналов, содержащих малое число осцилляций под огибающей, выведено модифицированное уравнение Кортевега—де Фриза. Исследовано распространение солитона и бризера. Показано, что при увеличении числа периодов бризер переходит в солитон огибающей. На примере двух реальных физических систем (волновод, периодическая структура) рассмотрен процесс формирования и распространения медленных солитонов в кубично-нелинейной среде с ограниченной полосой пропускания. Получены точные аналитические выражения для формы солитона и указана область их существования. Обсуждаются условия возбуждения нераспространяющегося солитона.
Показать АннотациюОписываются математические модели волновых электромагнитных полей в трехмерной постановке. Рассматриваются особенности решения трехмерных задач, включая проблемы повышения точности и исключения ложных решений. Приводятся сведения о зарубежных программах для трехмерных спектральных задач, даются их сравнительные характеристики. Описываются алгоритмы и результаты численного моделирования для отечественной программы ISFEL3D.
Показать АннотациюРассмотрены физические основы кредитрона — предложенного автором генератора когерентного коротковолнового излучения, использующего движущиеся по трохоидам в скрещенных электрических и магнитных полях релятивистские частицы. Показано, что длина волны генерируемого излучения зависит от энергии частиц так же, как в лазерах на свободных электронах, однако в отличие от последних в таких установках можно использовать электронные пучки с большим энергетическим разбросом и меньшей плотностью, т. е. пучки уже существующих электронных ускорителей. Рассмотрено влияние кулоновского поля и возможные методы фокусировки частиц в таких установках.
Показать АннотациюУчет сил пространственного заряда в релятивистских приборах СВЧ О-типа осложнен тем, что строгой теории взаимодействия ансамбля неравномерно движущихся релятивистских заряженных частиц не существует. На основе использования простейшей модели (тонкий релятивистский электронный поток (РЭП) без учета влияния металлических стенок) проведены исследования группирования электронов в области дрейфа и процесса усиления в ЛЕВ О-типа с нерегулярной замедляющей системой. При этом показано, что: 1) при группировке часть энергии РЭП аккумулируется в сгустке в виде энергии взаимодействия, которая не совпадает с релятивистской потенциальной энергией и при токах порядка 200 А достигает $6\div10%$ от полной энергии РЭП; 2) энергия взаимодействия приводит к «дефекту» КПД ЛБВ О-типа порядка 10%; 3) поправка, связанная с неравномерностью движения электронов, несущественна, следовательно, при расчете сил пространственного заряда в приборах О-типа можно пользоваться преобразованиями Лоренца.
Показать АннотациюИсследовано индуцированное излучение локализованных ансамблей электронов-осцилляторов в свободном пространстве. Эффекты канализации реализуются при распространении волновых пучков вдоль электронных потоков, играющих роль открытых активных волноводов. На линейной стадии взаимодействия возбуждаются квазиповерхностные моды, а на нелинейной — волновой пучок расширяется и электромагнитная энергия излучается во внешнее пространство. Происходит стохастическое торможение частиц, взаимодействующих с ансамблем электромагнитных волн, распространяющихся под различными углами к оси системы, и 'КПД может быть выше, чем в закрытых волноводах. Эффекты сверхизлучения имеют место в сгустках электронов-осцилляторов, формирующих движущиеся активные резонаторы. Вследствие развития беспороговой неустойчивости возникает банчировка электронов и их когерентное излучение, которое будет квазимонохроматическим в сопровождающей системе отсчета и многочастотным — в лабораторной. Если поступательная скорость сгустка близка к скорости света, то основная доля мощности излучения сосредоточена в коротковолновой компоненте.
Показать АннотациюИзложены основы физики двухпотоковых лазеров на свободных электронах (ЛСЭ). Описаны как квазилинейные, так и квадратичные механизмы супергетеродинного усиления электромагнитных волн. Утверждается, что в области малых и средних уровней мощностей двухпотоковые ЛСЭ могут стать основными усилительными средствами в коммерческих системах субмиллиметрового — инфракрасного диапазонов.
Показать АннотациюОбсуждается современное состояние проблемы численного моделирования пучков заряженных частиц, распространяющихся в электродинамических системах и средах. Описываются особенности математических моделей заряженных пучков; характеризуются численные методы исследования, перспективы их совершенствования и развития.
Показать АннотациюРассмотрены особенности спектроскопии миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов электромагнитных волн, механизмы взаимодействия с веществом, специфика спектроскопических устройств. Приведены примеры научных и народнохозяйственных применений спектроскопии миллиметровых и субмиллиметровых волн.
Показать АннотациюРассмотрены генераторные устройства, используемые в микроволновых радиометрах. Для стабилизации частоты и уменьшения шумов генератора на диоде Ганна предлагается применять волноводные диэлектрические резонаторы на запертой моде, дифракционно возбуждаемые в прямоугольном волноводе либо на ступенчатой H-неоднородности, либо на E-неоднородности в форме параллелепипеда с зазором вдоль широкой стенки волновода. Для калибровки радиометров разработаны широкодиапазонные высокостабильные по уровню мощности генерации шумовые источники на ЛПД и ДБШ, использующие обнаруженные эффекты автомодуляции и автотермостабилизации выходного сигнала.
Показать АннотациюОбобщен опыт разработки и создания новых типов твердотельных генераторов миллиметрового диапазона с квазиоптическими диэлектрическими резонаторами. Рассмотрены их физико-технические основы, приведены результаты экспериментальных исследований, намечены тенденции развития.
Показать АннотациюРассмотрено использование устройств миллиметрового диапазона на транспорте, в связи и в устройствах для радиометрического зондирования поверхности суши и океана. Обобщены основные технические характеристики разработанных устройств.
Показать Аннотацию