Заключение организации, где выполнялась диссертация (Резонансные оптические эффекты при оптическом, магнитном и акустическом воздействиях на плазмон-поляритоны в слоистых структурах)

ЕРЖДАЮ: ического факультета М.ВЛомоносова Федянин А. А. 2 20О г. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова», физического факультета Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук «Резонансные оптические эффе~~ы при оптическом, магнитном и акустическом воздействиях на плазмон-поляритоны в слоистых структурах» выполнена на кафедре фотоники и физики микроволн физического факультета. В период подготовки диссертации соискатель Хохлов Николай Евгеньевич являлся аспирантом кафедры фотоники я физики микроволн физического факультета Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова».

В 2011 году окончил физический факультет Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова» по специальности «физика». Удостоверение о сдаче кандидатских экзамен~~ выдано в 2014 г. Федеральным государственным оюджетным образовательным учреждением высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова».

В 2014 году окончил очную аспирантуру физического факультета Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный университет имени М.В,Ломоносова». Научный руководитель — доктор физико-математических наук Белотелов Владимир Игоревич, доцент кафедры фотоннкн и физики микроволн физического факультета Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова».

По итогам обсуждения принято следующее заклиэченце: Диссертационная работа «Резонансные оптические эффекты прн оптическом, магнитном и акустическом воздействиях на плазмон-поляритоны в слоистых структурах» является законченным научным исследованием, удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым ВАК РФ к диссертациям на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, и соответствует специальности 01.04.03 — радиофизика. Целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное изучение особенностей оптических и магнитооптических эффектов и закономерностей, связанных с возбуждением плззмон-поляритонов и волноводных мод в плазмонных структурах при внешнем оптическом, магнитном и акустическом воздействиях, Для достижения поставленной пели решались следующие задачи.

1. Разработать теорию и провести анализ нелинейного Взаимодействия и~пульсов плазмон-поляритонов при фотовозбуждении электронов ме~алла. 2, Развить и экспериментально проверить теоретические модели, описывающие ннтенснвностные и поляризационные магнитооптические эффекты в периОдических структурирОВзнных срсдзх, 3, Построить теоретическую модель ближнепольного взаимодействия акустических и плазмон-поляритонных мод, Провести анализ условий усиления акустооптических эффектов при структурировании плазмонной пленки.

Основные результаты, полученные в работе, состоят в следующем: 1. Проанализировано влияние фотовозбуждения электронов металла фемтосекундным плазмонным импульсом накачки на длительность и форму сигнального плазмонного импульса и на временную задержку между двумя плззмонными импульсами. Продемонстрирована зависимость длительности сигнального импульса от временной задержки между плазмонными импульсами. При взаимодействии плазмонных импульсов длительность сигнального импульса изменяется на 30%, если плотность энергии лазерного импульса накачки составляет 1,5 МДж/см, При этом изменение временной задержки между импульсами зависит от параметров импул~сов и достигает 25 фс.

2. Выявлено, что поверхностная плазмонная волна, распространяющаяся вдоль границы между металлом и магнитным диэлектриком, влияет на состояние намагниченности магнитного диэлектрика зз счет обратного эффекта Фарадея. Аналитически показано, что в результате интерференции нескольких плазмон поляритонов происходит локальное усиление обратного эффекта Фарадея в областях с размерами порядка 100 нм при возбуждении плазмонов светом с длиной волны, лежащей В ОПТИЧССКОМ ДИЗПЗЗОНЕ.

3. Развита теоретическая модель, описывающая экспериментально наблюдаемый магнитооптический экваториальный эффект Ксрра В плазм Онных кристаллах при возбуждении поверхностных плазмон-поляритонов на границе металл/воздух, Причина возникновения эффекта состоит во взаимодействии плазмонполяритонов на границах металл/воздух и металл/магнитный диэлектрик. При этом наблюдаемое относительное изменение коэффициента прохождения, вызванное перемагничиванием структуры, достигает 8,5%. 4. Экспериментально и численно исследованы особенности магнитооптических эффекта Фарадея и экваториального эффекта Керрз магнитофотонных кристаллах с плазмонным покрытием. Экспериментально продемонстрировано резонансное усиление магнитооптических эффектов в несколько раз при возбуждении волноводных мод, локализованных в брэгговских зеркалах н микрорезонаторном слое. 5, Теоретически исследованы особенности резонансной модуляции оптического коэффициента отражения акустической сверхрешетки с плазмонным покрытием при взаимодействии поверхностных плазм онных и акустических мод.

Показано, что вызванная акустическими волнами модуляция оптического коэффициента отражения возрастает в несколько десятков раз при одновременном возбуждении щелевых и локализованных плазмонных мод металлической решетки по сравнению со случаем ее отсутствия на поверхности акустической сверхрешетки. Достоверность полученных результатов обусловлена адекватностью использованных физических моделей н математических методов, выбранных для решения поставленных задач„корректностью использованных приближений. а также соатВетствием результатоВ теаре'Гических и численных расчетоВ и экспериментальных данных. Все используемые в экспериментах измерительные приборы были протестираваны и откалиброваны, их инструментальная погрешность определялась независимо в ходе тестовых экспериментов с заведомо предсказуемыми результатами.

Эксперименты выполнялись многократно с повторяемыми результатами. Научиаи новизна диссертационной работы заключается в следующем: 1. Впервые выполнено теоретическое исследование изменения длительности и времени задержки между импульсами плазм он-паляр итонов при фотовозбужденни электронов металла. 2.

Предсказано появление намагниченности структуры за счет обратного эффекта Фарадея при распространении поверхностных плазмон поляританов вдоль границы металл / магнитный диэлектрик. 3. Предложена теоретическая модель, описывающая особенности появления и усиления экваториального эффекта Керра при возбуждении плазман поляритонов на границе металл/воздух в магнитоплазмонных структурах. 4. Впервые экспериментально прОдемОнстрировзно появление н резОнансное усиление магнитооптических эффектов при возбуждении волноводных и плазмонных мод магнитофотонных кристаллов с плазмонной решеткой. 5.

Впервые исследовано резонансное изменение оптического коэффициента отражения акустической сверхрешетки с плазмонным покрытием при взаимодействии поВерхностных плззманных и акустических мад, Практическая значимость результатов работы обусловлена возможностью их использования при создании новых типов устройств обработки и записи информации оптическими и магнитооптическими методами, а также для повышения чувствительности сенсоров магнитного поля и акустических воли, Личный вклад автора: все представленные в диссертации результаты получены авторам лично или при его определяющем участии.

Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в апуаликованные работы, Подготовка к пуаликации полученных результатов проводилась совместно с соавторами, при этом вклад диссертанта был определяющим. Апробации результатов: основные результаты работы докладывались лично автором на следующих российских и международных конференциях: Международный симпозиум по магнетизму «М1 ЯМ» (Москва, 2011, 2014), Международная конференция ПО метаматеризлам, фотонным кристаллам и плазманике «МЕТА 2014» (Сингапур, 2014), Международны конференция по оптике «САО1. 2013» (Судак, 2013), Международный симпозиум по магнетизму и оптике «МО1с1Б 2013» (Сайтама, Япония, 2013), Международная школа по плазмонике «Яопипег ЯСЬОО1 оп Р1азптоп1сз 3» (Каржез, Франция, 2013)„Международная конференция «0ауа ап Ййгасйоп 2012» (Санкт-Петербург, 2012), Международная конференция «1С01'10/1.АТ» (Москва, 2013), Международная конференшгя «Фундаментальные проблемь| оптики» (СанктПетербург, 2010, 2012), Всероссийская школа-семинар «Физика и применение микроволн» !Москва, 2011, 2013).

Международная школа для молодых ученых «Когерентная оптика и оптическая спектроскопйя» (Казань, 2010), Международная конференция молодых ученых «Ломоносов» 1Москва, 2010, 2013), Всероссийская школа- семинар «Волновые явления в неоднородных средах» москва, 2010, 2012, 2014). Осйовйые результа*ы представлейы в 27 публикациях, йз ййх 4 статьй рецензируемых научных журналах, вкл10ченных В перечень Ведущих периодических изданий ВАК: 1.