Локализация Возбуждений В Слоистой Структуре С Границами Раздела, Характеризующимися Нелинейным Откликом

Abstract

The features of localization of excitations in a three-layer structure in which linear media are separated by boundaries with their own nonlinear response have been examined. It is shown that in the three-layer structure under consideration, localized states of two types can exist that differ in the distribution of the field in the inner layer, as well as in the frequency range of existence. Dispersion relations have been obtained that determine the energy dependence on system parameters in each case. The damping factors of surface waves are obtained in an explicit form. The conditions of the field localization are specified, depending on the characteristics of the layers and their interfaces. The energies of localized states have been found that do not exist in a symmetric structure without a wave interacting with the interfaces of the layers. Moreover, the presence of a nonlinear response of the boundaries is mandatory. It is shown that the interaction of a wave with the interfaces of the layers can lead to the absence of a localized state in a one-dimensional symmetric potential well with infinitely high walls and a nonlinear response. The influence of the media parameters and their interfaces on the flux carried by surface waves has been analyzed.

Особенности Локализации Возбуждений Вблизи Прослойки Между Нелинейными Фокусирующими Средами С Нелинейным Взаимодействием С Границами Раздела Слоев

“…К примеру, в [22] возмущение намагниченности описано на основе НУШ (1) с нелинейным потенциалом (2), моделирующим границы раздела ферромагнитных слоев в трехслойной структуре, в которой слои одноосных ферромагнетиков и тонкопленочные границы их раздела характеризуются магнитной анизотропией. В [12,15,21] НУШ (1) использовано для описания локализации электрического поля в световом потоке вдоль границ раздела с нелинейными свойствами, разделяющих нелинейные оптические среды с одинаковыми или противоположными знаками нелинейности, либо линейные и нелинейные среды. В [14,17] НУШ (1) использовано для описания электронных фазовых переходов в неоднородные состояния, приводящих к возникновению локализованных состояний типа волн спиновой плотности рамках в модели зонного антиферромагнетика с конгруэнтными сечениями поверхности Ферми, где ψ представляет собой обобщенный параметр порядка, описывающий распределение линейно поляризованных волн спиновой плотности.…”

“…При теоритическом изучении таких явлений часто применяется нелинейное уравнение Шредингера (НУШ), содержащее нелинейное, а точнее -кубическое, относительно искомого поля слагаемое [4], описывающее керровскую нелинейность. В последние годы также предлагалось учитывать нелинейные свойства границ раздела слоев [10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23]. Было показано, что нелинейный отклик взаимодействия возбуждений с границами раздела сред привносит новые особенности в процессы формирования локализованных состояний, в том числе в слоистых и периодических структурах [7,24].…”

“…К такого вида уравнению сводится стационарное НУШ [15,22,24,25], уравнение для компоненты напряженности электрического/магнитного поля волны с выбранной поляризацией, получаемого из системы уравнений Максвелла [15,21,26], уравнение для обобщенного параметра порядка, получаемого минимизацией функционала свободной энергии в рамках теории Гинзбурга-Ландау [5,14,27], уравнение Гросса-Питаевского в теории бозе-эйнштейновской конденсации [27][28][29]. Поэтому предлагаемая модель может служить универсальной платформой для анализа особенностей формирования локализованных нелинейных состояний различной физической природы.…”

“…Моделирование взаимодействия возбуждений поля с границами раздела производится посредством самосогласованного нелинейного потенциала [10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23]. В данной работе интенсивности взаимодействия возбуждений с границами раздела соседних слоев считаются различными.…”

Нелинейные Поверхностные Волны В Симметричной Трехслойной Структуре Из Оптических Сред С Различными Механизмами Формирования Нелинейного Отклика

“…Достаточно хорошо изученными являются эффекты локализации электромагнитного поля вблизи границ раздела сред с одинаковыми по физической природе механизмами формирования нелинейного отклика. Наиболее часто встречающиеся случаи относятся к описанию нелинейных поверхностных волн, распространяющихся вдоль границ раздела сред с керровской нелинейностью [6,[15][16][17][18][19], либо границ между линейной и нелинейной средами [20][21][22][23].…”