色散介质中非线性随机极化的分析

我们研究了由带随机扰动的非线性 Debye 介质建模的介电材料中电磁波的时域传播。采用多项式混沌展开将随机非线性 Debye 极化模型转化为确定性框架。我们将 Yee 离散化推广到所得耦合系统,确立二阶精度,并数值验证收敛性。我们研究了非线性性质对不确定性的敏感性,特别是当输入信号幅度较大时。鉴于制造中的挑战——不确定性可使最优参数变化并可能破坏非线性效应——我们的方法在仿真中纳入这些不确定性。这能使基于模型的设计识别出尽管变化仍保持所需效应的可实现材料。本研究的发现增进了对复杂介质中波传播的理解,对光通信、材料科学与电磁波控制中的应用具有潜在意义。