5.3 Дослідження хвилеводів та резонаторів з нестаціонарними матеріальними включеннями

ГАЛУЗЬ (СФЕРА), ДО ЯКОЇ НАЛЕЖИТЬ РОЗРОБКА: Новітні фотонні пристрої в системах накопичення та обробки інформації, комунікаційних системах, оптичних комп’ютерах, системах моніторингу і т. ін.

МЕТА (ПРОБЛЕМА) РОЗРОБКИ: Проблемою є структура перехідних процесів перетворення початкового електромагнітного поля джерела внаслідок раптової зміни діелектричної проникності матеріалу всередині діелектричного резонатора.

Необхідність вирішення такої проблеми викликана тим, що в системах передачі та обробки сигналів необхідно враховувати перетворення хвиль при миттєвій зміні параметрів середовища діелектричного циліндричного резонатора, який є одним з основних складових в системах оптичних комунікацій, нанооптики, в оптичних комп’ютерах та ін.

СТИСЛИЙ ОПИС РОЗРОБКИ: Проведені дослідження показують, що контролювати структуру поля можна завдяки зміні фазової швидкості хвиль в змінних у часі структурах (рис.1), що приводить до сильного збурення електромагнітного поля.

Показано, що перехід до усталеного режиму якісно залежить від конфігурації первинного поля.

 

 

а)cхематична діаграма явища

 

 

б)залежність від часу електромагнітного поля усередині резонатора, збуджуваного зовнішнім струмом

 

Рис. 1 – Схематична діаграма явища (а) та залежність від часу електромагнітного поля усередині резонатора, збуджуваного зовнішнім струмом (б)

 

Показано також, що шляхом зміни в часі параметрів малого діелектричного включення в діелектричному резонаторі, можна суттєво регулювати зсув частоти резонатора, поворот просторової структури поля та добротність резонатора.

ІННОВАЦІЙНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РІШЕННЯ: Одержані параметри перебудови структури поля в резонаторі при зміні в часі його діелектричної проникності. Розрахунки еволюції частотних та енергетичних характеристик кругового діелектричного резонатора для випадку, коли діелектрична проникність змінюється у часі у круговому діелектричному включенні, що розміщується в резонаторі.

АНАЛІЗ РИНКУ: Розвиток новітніх технологій, прикладами яких є лазери, високошвидкісні комп’ютери, нанотехнології, мікроспектроскопія, випромінювання ультракоротких імпульсів, дистанційна діагностика і т. ін. робить актуальним дослідження використання ефектів взаємодії електромагнітних хвиль з середовищами, властивості яких або границі яких змінюються у часі. Успішне використання цих ефектів потребує ясного розуміння фізичних принципів, що лежать в їх основі, а ефективність останнього може бути досягнуто за допомогою простих фізичних моделей. Бажаний прогрес може бути досягнутий тільки якщо виявлені і осмислені суттєві механізми перетворення електромагнітного поля. Для цього потрібно виявити найбільш важливі задачі цього класу та проаналізувати їх за допомогою моделей, що охоплюють як суть проблеми так і дозволяють зробити фізично значимі висновки. Такі дослідження мають важливе комерційне значення і відповідні дослідницькі програми піддержуються провідними індустріальними фірмами світу, наприклад Bookham Technology і Marconi Communications в Англії, університети Ноттінгема, Англія, та Йени. Німеччина.

Ринкова значимість проекту, що розглядається, підтверджується тим, що він став продовженням досліджень, виконаних за проектом НАТО № EAP.RIG 981996 (грант за програмою NATO PROGRAMME SECURITY THROUGH SCIENCE REINTEGRATION GRANT), який здійснювався на виконання наказу Міністерства освіти і науки України від 11 квітня 2006р., № 285. Крім того, проект став хорошою базою для зміцнення наукових зв’язків з Інститутом електромагнітних досліджень університету Ноттінгема, Англія, та Інститутом Телекомунікацій у Варшаві.

ПЕРЕВАГИ РОЗРОБКИ: Проведені дослідження дають більш глибоке розуміння ключових фізичних принципів, розкривають фізику перехідних процесів та відкривають нові можливості управління структурою поля шляхом зміни в часі діелектричної проникності .

ОЦІНКА ТРАНСФЕРУ РОЗРОБКИ: Запропоновані шляхи трансферу розробки: обмін досвідом та інформацією про науково-технологічні досягнення, проведення консультацій з питань застосування технологій, постачання технологій у межах договорів про їх трансфер з урахуванням ринкової потреби.

СТАДІЯ ПРОЕКТУ: Дослідний зразок.

ФІНАНСОВІ ВИТРАТИ НА РОЗРОБКУ: Уточнюються.

ІНФОРМАЦІЯ ПРО АВТОРА АБО АВТОРСЬКИЙ КОЛЕКТИВ: Нерух Олександр Георгійович, д.ф.-м.н., проф.

зберегти цю сторінку в PDF