Отзыв оппонента Красовского (1102694)
Текст из файла
ОТЗЫВ официального оппонента на диесертационнузо работу Мамонова Евгения Александровича <4 енерацня второй оптической гармоники в планарных хиральных наноструктурахв, представленной на соискание ученой степени кандидата физйко-математических наук по специальности 61.64.21 — лазерная фнзйка. Диссертационная работа Мамонова Е.А. посвящена экспериментальному изучению нелинейно-оптического отклика планарных хиральных металлических наноструктур.
Целью работы было исследование основных свойств квадратичного нелинейно-оптического отклика планарных хиральных наноструктур из золота, расположенных в упорядоченном массиве на кремниевой подложке. Для этого бьши выполнены эксперименты по генерации второй гармоники 1ГВГ) с разрешением по поляризации в одиночных наноструктурах в виде буквы 6, размером порядка 1 х 1 мкм методом микроскопии второй гармоники, а также в массивах хиральных наноструктур с осью симметрии первого порядка, образованных решеткой 2 х 2 одиночных наноструктур, и в массивах с элементарной ячейкой из хиральных наноструктур 1 х 1 с осью симметрии первого порядка.
Актуальйость даййой работы обусловлейа тем, что хиральность является фуйдамен*альным свойством сймме*рйй матерйалов. СвоЙс~~о хйрачьйостй может быть йспользовайо для получеййя отрйцательного показателя преломления, поэтому работ~ в этой области важны для создания метаматериалов. Использование хиральности может привести к возникновению гйгайтских й шйрокополосных эффе~т~в оптйческой актйвностй, что открывает возможности для управления поляризацией.
Как правило. хиральные структуры состоят из двумерных массивов метгцшических наноструктур, однако и в этом случае хиральные эффекты возникают из трехмерного характера реальных образцов и ключевую роль в оптическую активность вносит магнитный вклад нижнего порядка, вызванный локальным нарушением симметрии. Поэтому изучение хиральных нанообъектов представляет, как фундаментальный, так и практический интерес. Рукопись диссертационной работы содержит 140 страниц, 75 рисунков.
! таблицу и состойт йз введения„четырех глав. заключеййя н си~~~а цйтй1зуемой литературы, включающей 156 источников. Во введении сформулированы цель и задачи работы, отражена актуальность исследований„отмечена научная новизна и практическая значимость результатов. Выделен личный вклад автора, представлены положения, выносимые на защиту.
Первая глава представляет собой обзор литературы по теме диссертационной работы. В ней дано феноменологическое описание процесса генерации второй оптической гармоники (ВГ) в различных средах, рассмотрены особенности генерации ВГ в планарных хиральных структурах. Приведены модели для описания оптических свойств н нелинейно- оптического отклика наночастиц метагща различной формы, в том числе обусловленные плазмонным резонансом, усилением поля на поверхности с большой кривизной, отмечена роль дефектов формы наночастиц.
Рассмотрены основные работы по генерации второй гармоники в массивах хнральных объектов. Проведен их ~~~~~э и в~~~л~ена постановка задачи. Во второй главе описаны эксперименты по ГВГ золотых хиральных наноструктур в форме буквы О методом микроскопии. Описана процедура изготовления экспериментальных образцов, приведены их параметры. Приведено описание экспериментальной установки и результаты калибровочных измерений.
Приведены детальные измерения пространственного распределения интенсивности ГВГ (параметров Стокса) на поверхности двумерного массива 6-структур из которых было определено состояние поляризации внутри одиночной О-структуры. Было обнаружено, что направление поворота плоскости поляризации излучения ВГ противоположно для энантиомеров (О и анти-О) и различные знаки эллиптичности ВГ для энантиомеров. Для определения причин такого поведения бьщи проведены сравнение результатов измерений с результатами моделирования в программе СВГ М)стожар Вгцйо, которые показали существенное влияние параметров взаимодействия исследованной структуры с излучением на частоте накачки. В третьей главе представлены результаты измерения пространственного распределения интенсивности ГВГ в двумерном массиве наноструктур в форме буквы О с элементарной ячейкой, имеющей осевую симметрикэ первого порядка.
В таком массиве все элементы ориентированы в плоскосги единообразно, а массив наноструктур является несимметричным. Г!риведено описание измерительной схемы, основой которой служил титансапфировый фемтосекундный лазер с перестраиваемой длиной волны. Методом конечных разностей с помощь программы !.щпепса! НХПЭ Яо!цбопя рассчитан спектр поглощения образца. Расчеты показали, что в области второй гармоники резонансные особенности отсутствуют, а в области длины волны накачки 770-830 нм имеются максимумы„наличие которых было объяснено наличием плазмонных мод, расположенных в плоскости структуры. т.к, плазмонные моды, расположенные в поперечной плоскости, имеют максимум в области 600 нм. Для изучения структур в окрестности резонанса длина волны накачки была выбрана порядка 800 нм.
Сравнение результатов измерений с результатами моделирования в программе СВ Р М)сгожаяе Яцйо показало, что основным механизмом, определякццим интенсивность ГВГ, является фактор локального поля на чштоте накачки, при этом, фактор локального поля излучения на частоте второЙ гармоники оказался на порядок ниже. Также было показано.
что сучцествеййыЙ в~~ад в йзмеряемыЙ сйгйал обусловлей йекогерентйым мехайнзмомгиперрэлеевскнм рассеянием. Отмечена существенная роль анизотропии структур. При измерениях ГВГ в хиральных наноструктурах наблюдался эффект обратного циркулярного днхроизма ВГ, который заключается в различии параметров эллиптичности нзлучеййя ВГ в эйайтйомерах для йекоторых нх азимутальных положеййЙ прй лййеййо поляризованном излучении накачки. Этот эффект был объяснен интерференцией излучения ВГ от локализованных источников на структуре в микроскопическом масштабе размеров.
Аналогичный результат был получен при анализе симметрии тензора квадратичной восприимчивости для сплошной среды. В четвертоЙ главе описаны эксперименты по ГВГ в образцах с элементарноЙ ячейкой, состоящей из четырех наноструктур, имеющей осевую симметрию четвертого порядка. В данных образцах также был обнаружен «обратный» эффект циркулярного дихроизма ВГ, причем в данном случае его параметры мало зависели от азимутального положения образца, Также был обйаружен ~о~~р~~ главноЙ осй эллйпса полярнзацйй прй йзмейеййй азймутального положения образца, причем его направление было различным для энантиомеров. Было показано, что поворот плоскости поляризации излучения второй гармоники может быть йспользован для однозйачноЙ йдентйфйкацйи энантиомеров. В Заключении приведены основные результаты диссертационной работы.
Представленная работа аккуратно оформлена, в соответствии с требованиями ГОСТ. имеет высокий научный уровень, подтверждает соответствующий уровень квалификации, интерес к теме исследований. способность получать научные результаты. Достоверность результатов и обоснованность выводов, представленных в диссертационноЙ работе, подтверждается применением современного оборудования и методов расчета„большим объемом экспериментальных данных.
В диссертационноЙ работе имеются новые научные результаты. В отдельных О-элементах впервые методом микроскопии второй гармоники с разрешением по поляризации обнаружено различное состояние поляризации излучения второй гармоники в эиантиомерах, которос объяснено различием областей локализации плазмонных мод на поверхности отдельного О-элемента.
В массивах О-элементов обнаружена аннзотропня излучения второй гармоники, объясненная влиянием факторов локального поля на частоте излучения накачки. Для массивов О-элементов разной хиральности впервые обнаружены различия в эллиптичностн излучения второй гармоники при накачке лазерным излучением с линейной поляризацией.
В массивах О-элементов разной хиральности с элементарной ячейкой, состоящей из четырех наноструктур и обладающей осевой симметрией четвертого порядка впервые обнаружено различное направление поворота плоскости поляризации излучения второй гармоники. В массивах О-элементов с элементарной ячейкой, состоящей из четырех наноструктур и обладающей осевой симметрией четвертого порядка, впервые обнаружена зависимость параметров эффекта кругового дихроизма второй гармоники от угла падения излучения накачки, которая объяснена с помощью анализа симметрии тензара квадратичной восприимчивости.
Научная значимость работы состоит в развитии экспериментальных подходов, основанных на генерации второй оптической гармоники„лля комплексной диагностики планарных хиральных наноструктур. Обнаруженные нелинейно-оптические эффекты, связанные с хиральностью наноструктур, могут найти применение при создании метаматерпалов, разработке оптических сенсоров, создании оптических элементов. К работе имеются следующие замечания: 1.
11рн интерпретации экспериментазьных результатов используе~~я анализ тензора нелинейной восприимчивости второго порядка и результаты этого анализа хорошо описывают экспериментальные данные. Однако само понятие относится к теории сплошных сред„ а эксперимент проводится на поверхности подложки, на которую нанесены 6- структуры.
т.е., образец сплошной средой не является. При этом„в тексте работы не используется приближение сплошных сред, не обоснована корректность такого приближения. 2, На рисунке 33 приведены спектры по~лощения для разных участков О-структуры. соответствукпцих областям преимущественной локализации излучения на частоте накачки, видных в эксперименте. В то же время„на рисунке не указаны границы рассматриваемых наноблоков, поэтому остается неясным. по каким п1эостранственным областям ~р~~од~~ся усреднение, 3. В третьей главе при рассмотрении «обратного» эффекта циркулярного дихроизма ВГ отсутствуктг сведения об изменении эллиптичностн отраженного излучения на частоте накачки.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
