Нелинейные эффекты в распространении радиоволн в металлах

Abstract

Описаны основные результаты работ по изучению влияния нелинейности на прохождение радиоволн через металлы, находящиеся в постоянном магнитном поле. Захват носителей магнитным полем волны большой амплитуды приводит к подавлению бесстолкновительного поглощения и к возможности распространения в металлах волн различного типа. В меди в геометрии, когда на ферми-поверхности имеются открытые орбиты, препятствующие распространению волн, становится возможным распространение геликонов. В цинке, в котором в линейном режиме циклотронное поглощение дырками существует при всех длинах волн, уменьшение этого поглощения делает возможным распространение электронного доплерона. В благородных металлах и металлах третьей группы в области слабых полей, где в линейном режиме какие-либо волны отсутствуют, становится возможным распространение нелинейных волн нового типа, не имеющих аналогов в линейном режиме. Многократные отражения нелинейных волн от внутренних поверхностей металлической пластины приводят к установлению стоячих волн в образце. При этом в зависимости поверхностного сопротивления образца от постоянного магнитного поля появляются резонансные максимумы. В максимумах коэффициент прозрачности металла по отношению к радиоизлучению может увеличиваться на один-два порядка.

Описано основні результати робіт по вивченню впливу нелінійності на проходження радіохвиль через метали, що знаходяться в постійному магнітному полі. Захоплення носіїв магнітним полем хвилі великої амплітуди призводить до пригнічення беззіштовхувального поглинання і до можливості поширення в металах хвиль різного типу. У міді в геометрії, коли на фермі-поверхні є відкриті орбіти, які перешкоджують поширенню хвиль, стає можливим поширення геліконів. У цинку в лінійному режимі циклотронне поглинання дірками існує при усіх довжинах хвиль, зменшення цього поглинання робить можливим поширення електронного доплерона. У благородних металах і металах третьої групи в області слабких полів, де в лінійному режимі які-небудь хвилі відсутні, стає можливим поширення нелінійних хвиль нового типу, що не мають аналогів в лінійному режимі. Багатократні віддзеркалення нелінійних хвиль від внутрішніх поверхонь металевої пластини призводять до встановлення стоячих хвиль в зразку. При цьому в залежності поверхневого опору зразка від постійного магнітного поля з'являються резонансні максимуми. У максимумах коефіцієнт прозорості металу по відношенню до радіовипромінювання може збільшуватися на один-два порядку.

The fundamental results of studies into the effect of nonlinearity on radio wave propagation through metals placed in a dc magnetic field are considered. The capture of carriers by the magnetic field of a large amplitude rf wave suppresses collisionless absorption and causes various wave to appear. Propagation of helicon waves may occur in copper in a geometry where there are open orbits on its Fermi surface. The decrease in cyclotron absorption by holes that exists at all wavelengths in zink in the linear regime makes possible propagation of an electron dopleron. Propagation of new nonlinear waves not having analogs in the linear regime becomes possible in noble and third group metals at low magnetic fields where no waves exist in the linear regime. Multiple reflections of nonlinear waves from the metal slab inner surfaces give rise to standing waves in the specimen. In this case the dependence of surface resistivity of the slab on dc magnetic field displays resonant maxima. At the maxima the transparency of metal with respect to radio emission may increase by one or two orders of magnitude.