Отзыв оф. оппонента А.А. Фраерман (Резонансные оптические эффекты при оптическом, магнитном и акустическом воздействиях на плазмон-поляритоны в слоистых структурах)

В диссертационный совет Д 501.001.67ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТАна диссертационную работу ХОХЛОВА Николая Евгеньевича«Резонансные оптические эффекты при оптическом, магнитном иакустическом воздействиях на плазмон-поляритоны в слоистыхструктурах», представленную на соискание ученой степеникандидатафизико-математических наук по специальности 01.04.03 – «Радиофизика».Диссертационная работа Н.Е. Хохлова посвящена теоретическому иэкспериментальномуизучениюособенностейраспространенияповерхностныхэлектромагнитных волн (плазмон - поляритонов) в металлодиэлектрических структурахпри различных внешних воздействиях. В качестве таких воздействий выбраны оптическиеимпульсы большой интенсивности, внешнее магнитное поле, акустические волны.Следует отметить, что выбор направления исследований является весьма удачным,поскольку появившиеся в последнее время теоретические и экспериментальные работыуказывают на растущий интерес исследователей к активной плазмонике.

В частности, этотинтерес вызван возможностью модуляции характеристик света на частотах вплоть дотерагерцового диапазона и создания новых типов радиофизических устройств передачи иобработки информации. Проведенные Н.Е. Хохловым исследования резонансноймодуляции характеристик электромагнитного излучения внешним воздействием привозбуждении поверхностных плазмон-поляритонов соответствуют уровню инаправленности исследований в этой области, проводимых в мире.

Актуальность инаучная значимость исследований не вызывают сомнения.Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка публикаций потеме диссертации и списка цитированной литературы, включающего 165 наименований.Во введении определены цели и задачи запланированных исследований,сформулирована авторская оценка актуальности и практической значимости полученныхрезультатов, приводятся защищаемые положения.В первой главе представлен обзор литературы, посвященный современнымтеоретическим и экспериментальным работам в области активной плазмоники,магнитооптики, приведено краткое описание численного метода, использованного вработе для моделирования электромагнитного отклика слоистых металлодиэлектрическихструктур.Во второй главе автором предложен новый метод оптической модуляциихарактеристик импульса поверхностных плазмон-поляритонов посредством второгоимпульса плазмон-поляритонов большой интенсивности, индуцирующего неоднородностьдиэлектрической проницаемости металла.

Для аналитического описания взаимодействиядвух импульсов автором выведена система уравнений для медленно меняющихсяамплитуд импульсов с учетом поперечного профиля поверхностных электромагнитныхволн и особенностей процесса термализации фотовозбужденных электронов металла. Врезультате решения системы показано, что конечные длительности импульсов зависят отначальной временной задержки, и итоговое изменение временной задержки зависит отначальных длительностей импульсов и начальной временной задержки между ними.Третья глава посвящена теоретическому и экспериментальному исследованиюрезонансныхособенностеймагнитооптическихэффектовпривозбужденииповерхностных плазмон-поляритонов. В начале главы автором теоретически описываетсяпоявление намагниченности структуры при возбуждении поверхностных плазмонполяритонов за счет обратного эффекта Фарадея, а также проанализированы особенностипространственного перераспределения намагниченности вследствие интерференциинескольких поверхностных электромагнитных волн.

Далее, в рамках теоретическоймодели связанных осцилляторов, автор описывает экспериментально наблюдаемыйрезонанс магнитооптического экваториального эффекта Керра при возбуждении плазмонполяритоновнаграницевоздух-золото.Третьячастьглавыпосвященаэкспериментальному исследованию особенностей магнитооптических эффектов привзаимодействии света с магнитофотонными кристаллами с металлической дифракционнойрешеткой. Продемонстрировано резонансное увеличение амплитуды эффектов привозбуждении волноводных мод внутри структуры за счет дифракции света на решетке.Вчетвертойглавеавтором,методомчисленногомоделирования,продемонстрировано резонансное возрастание амплитуды модуляции коэффициентаотражения структуры при взаимодействии оптических мод плазмонной решетки иакустической волны.

Новизна предложенного подхода заключается, в частности, виспользовании многослойной подложки, что позволяет увеличить эффективностьвзаимодействия акустических мод высших порядков и оптических мод плазмоннойрешетки.В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертации.Замечания к диссертационной работе можно разделить на две группы:1. В диссертации недостаточное внимание уделено обсуждению микроскопическихмеханизмов формирования электромагнитного отклика (диэлектрическойпроницаемости) рассматриваемых систем, а именно- роли межзонных переходов в нелинейной поляризации металлов (Гл.2)- роли спин-орбитального взаимодействия в отклике ферродиэлектриков (Гл.3)- механизмов фотоупругой связи (Гл.4)2. Недостаточно проанализирована применимость полученных результатов дляпрактического управления электромагнитным откликом исследуемых систем.

Вчастности, недостаточно четко сформулирована возможность использования- изменения длительности и задержки плазмонных импульсов. Не проведеносравнение полученных результатов с результатами работы Д.О. Игнатьевой и А.П.Сухорукова (Phys.Rev. A, 2014).- «плазмонного» усиления магнитооптических эффектов.

Каким образомпланируетсяуправлятьпараметрамиплазмон-поляритонов.Путемперемагничивания пленки ферродиэлектрика? В этой части работы хотелось бывидеть также более подробный анализ экваториального эффекта Керра,наблюдавшегося автором в проходящих лучах. Обычно этот «интенсивностный»эффект наблюдается при отражении излучения.- «акустической» модуляции отражательных характеристик многослойныхструктур.