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耦合表面TE波与泄漏TM电磁波的非线性传播

DOI：10.1080/00036811.2019.1707813 期刊：Applicable Analysis 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 研究了非线性非均匀介质填充的Goubau线（由同心介质层包裹的理想导电圆柱体）中TE表面波与TM漏波叠加形成的耦合电磁波传播特性（若介电常数为线性，则耦合波不存在）。该非线性耦合TE-TM波具有两个（独立）频率和两个（耦合）传播常数。通过将物理问题转化为麦克斯韦方程组的非线性双参数传输本征值问题，证明了耦合TE-TM波的存在性，并确定了传播常数的局域化区间。
作者： Yury Smirnov，Eugene Smolkin
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研究概述 实验方案

研究目的

该论文聚焦于充满非线性非均匀介质的GL中耦合电磁波传播问题。波导采用圆柱坐标系Oρ?z描述，其对称轴与z轴重合。非线性特性由克尔定律表征，波导内部介电常数同时受场强和径向坐标影响。该耦合波由两个偏振单色波（表面TE波与泄漏TM波）叠加构成，且各偏振分量均随z变量呈谐波变化。核心研究目标是确定耦合传播常数与耦合本征模态，并揭示其特性规律。

研究成果

已证明在具有非线性非均匀介质覆盖的梯度层中存在耦合的表面横电波和泄漏横磁波。所开发的方法可证明该非线性问题中存在与相应线性问题的本征值相近、且实际为后者扰动的耦合本征值。

研究不足

该研究仅限于分析填充非线性非均匀介质的特定波导（古鲍线）中耦合的表面横电波（TE）和泄漏横磁波（TM）。分析采用经典解法，未考虑其他类型波或更复杂的波导结构。

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