Рассеяние электромагнитных волн неоднородными цилиндрически-симметричными бианизотропными объектами

  • Андрей Викторович Новицкий Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Ричард Хосе Альварес Родригес Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Владимир Михайлович Галынский Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Применен операторный подход к определению электрического и магнитного полей волн, распространяющихся в радиально-неоднородных цилиндрически-симметричных бианизотропных средах. Для волн в плоскости сечения цилиндра возможно построить произвольное аналитическое решение уравнений Максвелла, если неоднородный материал бианизотропный или анизотропный, но не биизотропный или изотропный. Найдены решения в виде цилиндрических волн Лежандра и определены соответствующие им материальные параметры сред. Теория рассеяния обобщена на случай неоднородных цилиндрических частиц и применена к неоднородным объектам, в которых распространяются электромагнитные волны Лежандра.

Биографии авторов

Андрей Викторович Новицкий, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор физико-математических наук, доцент; профессор кафедры теоретической физики и астрофизики физического факультета БГУ; старший научный сотрудник лаборатории метаматериалов Института фотоники Технического университета Дании

Ричард Хосе Альварес Родригес, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

аспирант кафедры теоретической физики и астрофизики физического факультета. Научный руководитель – А. В. Новицкий

Владимир Михайлович Галынский, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук; доцент кафедры теоретической физики и астрофизики физического факультета

Литература

  1. Adams M. An introduction to optical waveguides. Moscow, 1984 (in Russ.).
  2. Unger H.-G. Planar optical waveguides and fibres. Moscow, 1980 (in Russ.).
  3. Snyder A., Love J. Optical waveguide theory. Moscow, 1987 (in Russ.).
  4. Bohren C. F., Huffman D. R. Absorption and scattering of light by small particles. New York, 1983.
  5. Tsang L., Kong J. A., Ding K.-H. Scattering of electromagnetic waves: Theories and applications. New York, 2000.
  6. Van de Hulst H. C. Light scattering by small particles. New York, 1981.
  7. Shvets G., Tsukerman I. Plasmonics and plasmonic metamaterials: Analysis and applications. Singapore, 2012.
  8. Noginov M. A., Podolskiy V. A. (eds.). Tutorials in metamaterials. Boca Raton, 2012.
  9. Cai W., Shalaev V. Optical metamaterials: Fundamentals and applications. Heidelberg, 2010.
  10. Mirmoosa M. S., Kosulnikov S. Yu., Simovski C. R. Magnetic hyperbolic metamaterial of high-index nanowires. Phys. Rev. B. 2016. Vol. 94. P. 075138.
  11. Poddubny A. N., Belov P. A., Kivshar Yu. S. Purcell effect in wire metamaterials. Phys. Rev. B. 2013. Vol. 87. P. 035136.
  12. Benisty H., Goudail F. Dark-field hyperlens exploiting a planar fan of tips. J. Opt. Soc. Am. B. 2012. Vol. 29. P. 2595–2602.
  13. Kosulnikov S., Filonov D., Glybovski S., et al. Wire-medium hyperlens for enhancing radiation from subwavelength dipole sources. IEEE Trans. Antennas Propag. 2015. Vol. 63. P. 4848–4856.
  14. Soifer V. A. Diffractive nanophotonics. Boca Raton, 2014.
  15. Miyazaki Y. Scattering and diffraction of electromagnetic waves by inhomogeneous dielectric cylinder. Radio Science. 1981. Vol. 16. P. 1009–1014.
  16. Virkki A., Muinonen K., Penttilä A. Radar albedos and circular-polarization ratios for realistic inhomogeneous media using the discrete-dipole approximation. J. Quant. Spectros. Radiat. Transf. 2014. Vol. 146. P. 480–491.
  17. Pendry J. B., Schurig D., Smith D. R. Controlling electromagnetic fields. Science. 2006. Vol. 312. P. 1780–1782.
  18. Leonhardt U. Optical conformal mapping. Science. 2006. Vol. 312. P. 1777–1780.
  19. Barkovsky L. M., Furs A. N. Operator methods of description of optical fields in complex media. Minsk, 2003 (in Russ.).
  20. Borzdov G. N. Frequency domain wave-splitting techniques. J. Math. Phys. 1997. Vol. 38. P. 6328–6366.
  21. Novitsky A. V., Barkovskii L. M. Operator matrices for describing guiding propagation in circular bianisotropic fibres. J. Phys. A: Math. Gen. 2005. Vol. 38. P. 391–404.
  22. Novitsky A. V., Barkovsky L. M. Matrix approach for light scattering from a multilayered rotationally symmetric bianisotropic sphere. Phys. Rev. A. 2008. Vol. 77. P. 033849.
  23. Fedorov F. I. Theory of gyrotropy. Minsk, 1976 (in Russ.).
  24. Novitsky A. V. Matrix approach for light scattering by bianisotropic cylindrical particles. J. Phys.: Condens. Matter. 2007. Vol. 19. P. 1–11.
  25. Novitsky A. V., Alvarez Rodriguez R. J., Galynsky V. M. Spherical Bessel solution of Maxwellʼs equations in inhomogeneous rotationally symmetric media. J. Belarus. State Univ. Phys. 2017. No. 1. P. 52–60 (in Russ.).
  26. Novitsky A., Shalin A. S., Lavrinenko A. V. Spherically symmetric inhomogeneous bianisotropic media: Wave propagation and light scattering. Phys. Rev. A. 2017. Vol. 95. P. 053818.
Опубликован
2017-09-29
Ключевые слова: распространение электромагнитных волн, метаматериалы, рассеяние света
Поддерживающие организации Авторы благодарят Белорусский республиканский фонд фундаментальных исследований (грант № Ф16Р-049) за финансовую поддержку.
Как цитировать
Новицкий, А. В., Родригес, Р. Х. А., & Галынский, В. М. (2017). Рассеяние электромагнитных волн неоднородными цилиндрически-симметричными бианизотропными объектами. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 3, 41-49. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/455
Выпуск
№ 3 (2017): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика электромагнитных явлений

Copyright (c) 2017 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).