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The trouble with the limiting absorption principle for periodic waveguides

Kirsch, Andreas 1
1 Institut für Angewandte und Numerische Mathematik (IANM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

In this paper we consider the open waveguide source problem $\Delta u+k^2\tilde{n}u=-f$ in $\mathbb{R}^2_+ := \{x \in \mathbb{R}^2 : x_2 > 0\}$ with homogeneous Neumann conditions for $x_2 = 0$. Here, $k > 0$ is the wavenumber and $\tilde{n}$ a local perturbation of a refractive index $n$ which is periodic with respect to $x_1$ and equals to one for $x_2 > h_0$. We derive radiation conditions by replacing $k^2$ or $\tilde{n}$ or the boundary condition by $k^2 + i\epsilon$ or $\tilde{n} + i\epsilon p$ (for some function $p$, periodic with respect to $x_1$ ) or a boundary condition of impedance type, respectively, and let $\epsilon$ tend to zero. We show that in general we derive different radiation conditions. They coincide only in the case that the spaces of propagating modes are one-dimensional.


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000181890
Veröffentlicht am 21.05.2025
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte und Numerische Mathematik (IANM)
Sonderforschungsbereich 1173 (SFB 1173)
Publikationstyp Forschungsbericht/Preprint
Publikationsmonat/-jahr 05.2025
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2365-662X
KITopen-ID: 1000181890
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang 12 S.
Serie CRC 1173 Preprint ; 2025/19
Projektinformation SFB 1173, 258734477 (DFG, DFG KOORD, SFB 1173/3)
Externe Relationen Abstract/Volltext
Schlagwörter Helmholtz equation, limiting absorption principle, radiation condition
Nachgewiesen in OpenAlex
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