Optical Waveguide Theory: Mathematical Models, Spectral Theory and Numerical Analysis

این کتاب به پیشرفته‌ترین رویکردهای ریاضی و روش‌های عددی در تئوری میدان الکترومغناطیسی و انتشار امواج می‌پردازد. استفاده از روش‌ها و تکنیک‌های توسعه‌یافته را برای تجزیه و تحلیل امواج در ساختارهای هدایت‌کننده مختلف ارائه می‌کند - موجبرهای فلزی-دی‌الکتریک محافظ و باز با مقطع دلخواه، موجبرهای مسطح و دایره‌ای پر از دی‌الکتریک‌های ناهمگن، فرامواد، محیط‌های کایرال، محیط‌های ناهمسانگرد و لایه‌ای. رسانه با جذب همچنین به ویژگی‌های طیفی انتشار موج برای خانواده‌های موجبرهای در نظر گرفته می‌پردازد، و تکنیک‌های ریاضی مربوطه مانند نظریه طیفی توابع غیرخود الحاقی با مقدار اپراتور توصیف می‌شوند، از جمله اثبات‌های دقیق وجود انواع مختلف امواج. علاوه بر این، روش‌های عددی ساخته‌شده بر اساس رویکرد ریاضی ارائه‌شده و نتایج مدل‌سازی عددی برای سازه‌های مختلف نیز به طور عمیق توضیح داده شده است.

کتاب برای این کار مفید است. طیف وسیعی از خوانندگان از ریاضیدانان محض و کاربردی در نظریه میدان الکترومغناطیسی گرفته تا محققان و مهندسانی که با ریاضیات آشنا هستند. علاوه بر این، همچنین به عنوان یک متن تکمیلی برای دانشجویان مقطع کارشناسی ارشد علاقه مند به یادگیری موضوعات پیشرفته تر از روش های ریاضی در الکترومغناطیسی مفید است.

This book addresses the most advanced to-date mathematical approach and numerical methods in electromagnetic field theory and wave propagation. It presents the application of developed methods and techniques to the analysis of waves in various guiding structures ―shielded and open metal-dielectric waveguides of arbitrary cross-section, planar and circular waveguides filled with inhomogeneous dielectrics, metamaterials, chiral media, anisotropic media and layered media with absorption. It also looks into spectral properties of wave propagation for the waveguide families being considered, and the relevant mathematical techniques such as spectral theory of non-self-adjoint operator-valued functions are described, including rigorous proofs of the existence of various types of waves. Further, numerical methods constructed on the basis of the presented mathematical approach and the results of numerical modeling for various structures are also described in depth.

The book is beneficial to a broad spectrum of readers ranging from pure and applied mathematicians in electromagnetic field theory to researchers and engineers who are familiar with mathematics. Further, it is also useful as a supplementary text for upper-level undergraduate students interested in learning more advanced topics of mathematical methods in electromagnetics.