Диссертация (1102884), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Временная зависимость мгновенной интенсивности имеет вид двух максимумов гауссовой формы, промодулированных гармонической функцией.Строилась огибающая данной зависимости и определялись ширины каждого из двух максимумов, которые и являются результатом моделирования,представленным на графике.В случае численного моделирования имеет место гораздо лучшее согласие с экспериментальными данными, чем в случае аналитической теории.§ 4.5.Выводы по главе 4По данной главе сделаны следующие выводы:1.
Обнаружена поляризационная зависимость эффекта дифракционного деления лазерных импульсов в фотонных кристаллах. Время деления в случае −поляризации превосходит в 1.6 раза время делениядля −поляризации.2. Исследован эффект дифракционного деления импульсов в фотонном кристалле, материалы слоёв которого представляют собой анизотропную одноосную среду. Вклад в различие времен деления − и121−поляризаций совпадает по знаку, но вклад решёточной анизотропии превосходит вклад материальной.3. Исследовано распространение импульсов с квадратичной модуляциейфазы в фотонном кристалле в геометрии Лауэ.
Экспериментально обнаружено селективное сжатие импульсов: при положительном чирпеборрмановский импульс уширяется, а антиборрманновский сжимается, при отрицательном чирпе наблюдается обратная зависимость.4. Показано, что для достаточно малой длительности импульсов (35 фс)рассмотрение динамической дифракции неудовлетворительно описывается в рамках существующей аналитической теории, поскольку нарушается применимость двухволнового приближения.5.
Результаты численного расчета по методу FDTD находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными.122ЗаключениеОсновные результаты, полученные в работе, состоят в следующем:1. Усовершенствован метод изготовления одномерных фотонных кристаллов на основе пористого кремния и пористого кварца, структуракоторых насчитывает до 5000 слоев, с контрастом показателя преломления соседних слоёв более 0.4 (для пористого кремния) и более 0.2(для пористого кварца). Методами структурного анализа и оптической спектроскопии показано, что изготовленная структура сохраняет пространственную периодичность и неизменность свойств каждогоиз двух типов чередующихся слоев на всей глубине структуры (около400 мкм).2. Экспериментальнообнаруженэффектдифракционноиндуцированного временного деления фемтосекундных лазерныхимпульсов в многослойных фотонных кристаллах при динамическойбрэгговской дифракции в геометрии Лауэ.
Показано, что для фотонных кристаллов из пористого кварца эффект дифракционногоделения импульсов оптически линеен, время деления импульсовпропорционально длине оптического пути в структуре. Интервалмежду импульсами на выходе из фотонного кристалла толщинойдва миллиметра достигает 0.6 пс, что соответствует результатаманалитических расчетов и численного моделирования.3. Обнаружена зависимость эффекта временного деления лазерных импульсов в фотонных кристаллах от поляризации исходного импульса.Показано, что для фотонных кристаллов на основе пористого кварцавремя деления в случае p-поляризации превосходит в 1.6 раза времяделения для s-поляризации.4. Эффект временного деления лазерных импульсов при динамической дифракции в геометрии Лауэ исследован в одномерных фотонных кристаллах с двулучепреломлением материала слоёв (пористого кварца).
Показано, что в случае анизотропного одноосного материала слоёв различие времен деления импульсов для p- и s-123поляризаций определяется как двулучепреломлением материала слоёв, так и структурной анизотропией фотонного кристалла. Выделенывклады каждого из перечисленных эффектов.5. Исследовано распространение фемтосекундных импульсов с квадратичной модуляцией фазы в одномерном фотонном кристалле в геометрии Лауэ. Экспериментально обнаружено селективное сжатие импульсов при эффекте временного деления: при положительном чирпепервый импульс в паре разделившихся уширяется во времени, второйимпульс сжимается, при отрицательном чирпе наблюдается обратнаязависимость. Измерена зависимость ширины разделившихся импульсов от величины чирпа исходного импульса.6. Методом конечных разностей во временной области проведено численное моделирование эффектов распространения лазерного излучения при брэгговской дифракции в геометрии Лауэ в фотонных кристаллах с параметрами, соответствующими экспериментально исследованным образцам.
Получено хорошее согласие результатов расчетов с экспериментальными данными. Показано, что существующаяна данный момент теория динамической дифракции импульсов в фотонных кристаллах выходит за границы своей применимости при рассмотрении достижимых в эксперименте достаточно коротких импульсов.Автор выражает благодарность профессору Кафедры общей физикиФизического факультета МГУ Манцызову Б. И. и его коллегам Скорынину А.
А. и Бушуеву В. А. за многочисленные обсуждения экспериментальных результатов и помощь в понимании физических процессов, происходящих в них. Также автор благодарен Майдыковскому А. И. за неоценимуюпомощь в работе с экспериментальным оборудованием, коллективу Фемтоцентра при Институте спектроскопии РАН г. Троицк в лице Чекалина С. В.и Компанца В. О. и сотруднику НИИЯФ МГУ Евлашину С. А. за предоставленное экспериментальное оборудование.Особую благодарность автор желает выразить своему научному руководителю Мурзиной Татьяне Владимировне.
Её помощь на всех этапахвыполнения этой диссертационной работы трудно переоценить.124Литература1.Yablonovitch E. Inhibited spontaneous emission in solid-state physics andelectronics // Phys. Rev. Lett. — 1987. — Vol. 58. — Pp. 2059–2062.2.Merzlikin A. M., Vinogradov A. P., Inoue M., Khanikaev A. B., Granovsky A. B. The faraday effect in two-dimensional magneto-photoniccrystals // Journal of magnetism and magnetic materials.
— 2006. — Vol.300, no. 1. — Pp. 108–111.3.Gorelik V. S., Zlobina L. I., Fadyushin A. B., Chervyakov A. V. et al.Raman scattering in three-dimensional photonic crystals // Journal ofRussian Laser Research. — 2005. — Vol. 26, no. 3. — Pp. 211–227.4.Пинскер З. Г. Рентгеновская кристаллооптика. — М.: Наука, 1982.5.Razdol’skii I. E., Murzina T. V., Aktsipetrov O.
A., Inoue M. Borrmanneffect in photonic crystals: Nonlinear optical consequences // Jetp Letters. — 2008. — Vol. 87, no. 8. — Pp. 395–398.6.Mocella V. Negative refraction in photonic crystals: thickness dependence and pendellösung phenomenon. // Opt. Express. — 2005. — Mar. —Vol. 13, no.
5. — Pp. 1361–1367.7.Bushuev V. A., Mantsyzov B. I., Skorynin A. A. Diffraction-induced laserpulse splitting in a linear photonic crystal // Phys. Rev. A. — 2009. —May. — Vol. 79, no. 5. — P. 053811.8.Аракелян, С. М. and Геворкян, Л. П. and Макаров, В. А. Компрессиячастотно-модулированных импульсов при динамическом рассеянии вгеометрии Лауэ // Квант. электрон. — 1989. — Apr.
— Т. 16, № 2. —С. 1846–1849.9.Скорынин А. А., Бушуев В. А., Манцызов Б. И. Динамическая брэгговская дифракция оптических импульсов в фотонных кристаллах вгеометрии лауэ: Дифракционное деление, селективное сжатие и фокусировка импульсов // ЖЭТФ. — 2012. — Т. 142, № 1. — С. 64.12510. Friedrich W., Knipping P., Laue M. Interferenzerscheinungen bei rontgenstrahlen // Annalen der Physik.
— 1913. — Vol. 346, no. 10. — Pp. 971–988.11. Batterman B. W., Cole H. Dynamical diffraction of x rays by perfectcrystals // Rev. Mod. Phys. — 1964. — Jul. — Vol. 36. — Pp. 681–717.12. Пинскер З. Г. Динамическое рассеяние рентгеновских лучей в идеальных кристаллах. — М.: Наука, 1974.13. Джеймс Р. Оптические принципы дифракции рентгеновских лучей. — М.: ИЛ, 1950.14. Иверонова В И, Ревкевич Г П. Теория рассеяния рентгеновских лучей:Учебное пособие. — М.: Изд-во МГУ, 1972.15.
Yariv A., Yeh P. Optical waves in crystals. — Wiley New York, 1984. —Vol. 5.16. John S. Strong localization of photons in certain disordered dielectric superlattices // Phys. Rev. Lett. — 1987. — Vol. 58. — Pp. 2486–2489.17. Borrmann G. Über extinktionsdiagramme der röntgenstrahlen vonquarz // Phys. Z. — 1941. — Vol. 42, no.
9. — P. 157.18. Borrmann G. Die absorption von röntgenstrahlen im fall der interferenz //Zeitschrift für Physik. — 1950. — Vol. 127, no. 4. — Pp. 297–323.19. Laue M. v. Die Absorption der Röntgenstrahlen in Kristallen im Interferenzfall // Acta Crystallographica. — 1949. — Apr. — Vol. 2, no.
2. —Pp. 106–113.20. Arthur J., Shull C. G., Zeilinger A. Dynamical neutron diffraction in athick-crystal interferometer // Phys. Rev. B. — 1985. — Nov. — Vol. 32. —Pp. 5753–5763.21. Vinogradov A. P., Lozovik Yu. E., Merzlikin A. M., Dorofeenko A. V.,Vitebskiy I., Figotin A., Granovsky A. B., Lisyansky A. A. Inverse borrmann effect in photonic crystals // Phys. Rev. B. — 2009. — Dec. —Vol. 80. — P. 235106.22. Kato N., Lang A.
R. A study of pendellösung fringes in X-ray diffraction // Acta Crystallographica. — 1959. — Oct. — Vol. 12, no. 10. —Pp. 787–794.12623. Savo S., Di Gennaro E., Miletto C, Andreone A, Dardano P, Moretti L,Mocella V. Pendellösung effect in photonic crystals // Opt. Express. —2008. — Jun. — Vol.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
