Презентация (Компьютерное моделирование распространения фемтосекундного импульса в среде с изменяющейся диэлектрической проницаемостью)

Дипломная работаКОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕРАСПРОСТРАНЕНИЯ ФЕМТОСЕКУНДНОГОИМПУЛЬСА В СРЕДЕ С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮМишанов И.В., 504 гр.,Научный руководитель: Трофимов В.А.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИDH ,tz( H )E ,tz1, (t )    1  b  cos(   t ),илиD   (t ) E ,0  z  Lz , 0  t  Lt0  z  L / 2  z0 ,zz 0  L / 2  z  Lz ,z1,2 (t )   t  t0 bexp( 1 )  cos(   t ),  0  z  L / 2  z0 ,zz 0  L / 2  z  LzzПАДАЮЩИЙ ЛАЗЕРНЫЙ ИМПУЛЬСE|t 0  E0 ( z), H|t 0  H0 ( z),2 z  Lz / 2 E0 (z)  exp( )  cos(  (z  Lz / 2) ), 0  z  Lz . a Разностная схемаВведем на рассматриваемой области 0, Lt  0, Lz равномерные сеткис шагами h и τ по z и t соответственно:LLω = t = iτ; i = 0, N ; τ =, ω = t̃ = (i + 0,5)τ; i = 0, N − 1; τ =,NNLLω = z = jh; j = 0, N ; h =, ω = z = j + 0,5 h; j = 0, N − 1; h =NNВ начальный момент времени поле зададим в виде:E 0, z = E=e,H 0.5τ, z.(/ )=H.

,cos ω z −L2=e., 0 < z < L , z = hj, j = 0, N ,cos ω z −L2, 0<z <L ,z = hj, j = 0, NТаким образом, разностная схема для исходной системы имеет вид:E,εH−E,τ. ,.−Hτ,ε,. ,=−.H=−. ,E.,−Hh−E,h. ,.,ПОГЛОЩАЮЩИЙ СЛОЙВ данном случае использовались следующие уравнения в поглощающем слое:E E  E E  0,z tH H  H H  0.ztРассматривалось неоднородное распределение электрической и магнитнойпроводимости по пространственной координате в поглощающем слое.

Дляиллюстрации эффективности такого подхода сравним два вида расчетов: снеоднородным поглощением и с однородным. В последнем случае проводимостьравна 0.05.Для неоднородного поглощения проводимость изменялась всоответствии с правилом: E   H  0.01  1.01i , i  0,1, 2,.., K .ПОГЛОЩАЮЩИЙ СЛОЙ: среда с независящей от временидиэлектрической проницаемостью ( (t )   0 = 3.5),   20, z 0  1 (t )   0Поглощение возрастает вдоль zПостоянное поглощение вдоль zНЕОГРАНИЧЕННЫЙ РОСТ АМПЛИТУДЫИМПУЛЬСА В СРЕДЕ С ЗАВИСЯЩЕЙ ОТВРЕМЕНИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙПРОНИЦАЕМОСТЬЮ  2, a  20, z0  8,   0.5, b  1   2, a  20, z0  10,   0.5, b  1НЕОГРАНИЧЕННЫЙ РОСТ АМПЛИТУДЫИМПУЛЬСА В СРЕДЕ С ЗАВИСЯЩЕЙ ОТВРЕМЕНИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙПРОНИЦАЕМОСТЬЮ  2, a  20, z0  8РАСПРОСТРАНЕНИЕ ИМПУЛЬСА В СРЕДЕ СЗАВИСЯЩЕЙ ОТ ВРЕМЕНИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙПРОНИЦАЕМОСТЬЮ   500,   2,  =1, b  1, a  20, z  8, t  2000РАСПРОСТРАНЕНИЕ ИМПУЛЬСА В СРЕДЕ СЗАВИСЯЩЕЙ ОТ ВРЕМЕНИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙПРОНИЦАЕМОСТЬЮ.

Зависимость модуляамплитуды электрического поля от длительностиимпульса.  2,  =1, b  1,z  8, t  2000Зависимость формы импульса и его спектра отабсолютной фазы.4t0t  72  2, a  2, z  8,  =1, b  1,    5000Форма импульсаСпектр сигнала 04Результаты• Показано, что характеристики лазерного импульса,распространяющегося в среде с зависящей от временидиэлектрической проницаемостью, существеннозависят от длины падающего импульса, его абсолютнойфазы, а также от параметров возмущения среды.• Показана возможность уменьшения амплитудыотраженного от поглощающей области сигнала за счетзадания коэффициента поглощения, изменяющегося позакону геометрической прогрессии.• Результаты данной работы представлялись намеждународной конференции Optics and optoelectronics(Прага, 2013 г.) и были опубликованы в журналеProceedings SPIE.Спасибо за внимание!.