Диссертация (1104675)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М.В. ЛОМОНОСОВАФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТНа правах рукописиХохлов Николай ЕвгеньевичРЕЗОНАНСНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫПРИ ОПТИЧЕСКОМ, МАГНИТНОМ И АКУСТИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИЯХНА ПЛАЗМОН-ПОЛЯРИТОНЫ В СЛОИСТЫХ СТРУКТУРАХСпециальность 01.04.03 – радиофизикаДиссертация на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукНаучный руководитель:доктор физ.-мат. наук, доцентБелотелов В.И.Москва, 2015ОглавлениеВведение .......................................................................................................................... 5Глава 1.
Общие вопросы оптики и магнитооптики плазмонных структур ... 121.1 Плазмон-поляритоны ............................................................................................. 121.1.1 Поверхностные плазмон-поляритоны на плоской границе разделаметалл / диэлектрик ......................................................................................
131.1.2 Возбуждение поверхностных плазмон-поляритонов................................ 171.1.3 Локализованныеплазмон-поляритонывметаллическихнаночастицах ................................................................................................. 201.2 Магнитооптические эффекты в однородных и структурированныхматериалах ............................................................................................................... 211.2.1 Магнитооптические эффекты в однородных материалах ........................ 211.2.2 Магнитооптические эффекты в магнитофотонных кристаллах .............. 261.2.3 Магнитооптические эффекты в плазмонных структурах .........................
281.3 Фотовозбуждение электронов металла лазерным импульсом ........................... 301.4 Активная плазмоника.............................................................................................. 341.4.1 Изменение свойств плазмон-поляритонов при фотовозбужденииэлектронов металла .......................................................................................
371.4.2 Изменениесвойствплазмон-поляритоноввовнешнеммагнитном поле ............................................................................................. 381.4.3 Акустическая модуляция свойств плазмон-поляритонов......................... 391.5 Численныйметодрасчетаоптическогооткликапериодическихслоистых сред .......................................................................................................... 41Глава2.Взаимодействиеимпульсовплазмон-поляритоновпри фотовозбуждении электронов металла ........................................................... 452.1 Процессы фотовозбуждения и термализации электронов металла прираспространении импульса поверхностных плазмон-поляритонов ........................ 462.2 Теоретическое описание динамики импульсов плазмон поляритоновнакачки и сигнального в приближении медленно меняющейся амплитуды ..........
5022.3 Выбор оптимальных параметров для эффективного взаимодействияимпульсов поверхностных плазмон-поляритонов..................................................... 542.4Феноменологическийанализ измененийдлительностиимпульсовплазмон-поляритонов.................................................................................................... 572.5 Изменение длительности плазмонных импульсов и задержки между ними .... 60Выводы к главе ..............................................................................................................
64Глава3.Резонансноеусилениемагнитооптическихэффектовпри возбуждении плазмон-поляритонов ................................................................ 663.1 Обратный эффект Фарадея при распространении поверхностныхплазмон-поляритонов....................................................................................................
663.2 Особенности экваториального эффекта Керра в магнитоплазмонныхкристаллах ...................................................................................................................... 713.3 Усиление магнитооптических эффектов в магнитофотонных кристаллах сплазмонной решеткой ................................................................................................... 763.3.1Структураисследуемыхмагнитофотонныхкристалловсплазмонным покрытием .......................................................................................
763.3.2 Экспериментальная установка для измерения магнитооптическихэффектов................................................................................................................. 793.3.3 Методика измерений эффекта Фарадея ..................................................... 813.3.4 Методика измерений экваториального эффекта Керра ........................... 833.3.5Оптическиехарактеристикиисследуемыхмагнитофотонныхкристаллов с плазмонным покрытием ................................................................ 833.3.6 Магнитооптические эффекты в исследуемых магнитофотонныхкристаллов с плазмонным покрытием ................................................................
89Выводы к главе ...................................................................................................... 963Глава4.Акустическоеуправлениеповерхностнымиплазмон-поляритонами .............................................................................................. 974.1Взаимодействиеакустическойволныиоптическихмодплазмонной решетки ..................................................................................................... 984.1.1 Распространение акустической волны в сверхрешетке ...........................
984.1.2. Акустическая модуляция параметров структуры .................................... 994.2 Методика расчета .................................................................................................. 1034.3 Особенности взаимодействия оптических мод плазмонной решетки иакустической волны .................................................................................................... 1054.3.1Модуляциикоэффициентаотраженияпривозбужденииповерхностных плазмон-поляритонов ..............................................................
1054.3.2Модуляциикоэффициентаотраженияпривозбуждениилокализованных плазмон-поляритонов и щелевых мод ................................. 109Выводы к главе ............................................................................................................ 113Заключение ................................................................................................................. 114Список публикаций по теме диссертации ............................................................ 116Список литературы...................................................................................................
1204ВведениеДиссертационная работа посвящена исследованию резонансных оптическихэффектов в периодических наноструктурированных материалах при оптическом,магнитном и акустическом воздействии на поверхностные плазмон-поляритоны иволноводные моды.За последние десятилетия развитие технологии привело к возможностисоздания структур с перестраиваемыми оптическими свойствами и характернымиразмерами порядка нескольких десятков и менее нанометров.
Применение такихструктур позволяет управлять характеристиками оптического излучения напространственных масштабах, меньших длины волны света. Повышениеэффективностиуправлениядостигается,главнымобразом,засчетнаноструктурирования, а не оптимизации химического состава материалов.Прикладной интерес к наноструктурированным средам обусловлен возможностьюих применения для управления оптическими сигналами в новых устройствахинтегральной оптики и нанофотоники, для создания новых типов анализаторовхимического состава жидкостей и газов, обладающих высокой чувствительностьюи малыми временами отклика.Быстро развивающейся ветвью фотоники является плазмоника, котораяоткрывает возможности для сочленения устройств электроники и фотоники винтегральныхмикросхемах,повышенияпределачувствительностибио-,химических и других сенсоров.
Ключевым объектом изучения плазмоникиявляются плазмон-поляритоны – связанные колебания электромагнитного полясветовой волны и электронов проводимости металла или полупроводника. Длявозбужденияплазмон-поляритоновоптическимизлучениемнеобходимовыполнение условий фазового синхронизма, которые достигаются, в частности, внаноструктурированныхсредах.Привозбужденииплазмон-поляритоновпроисходит локализация электромагнитной энергии на пространственныхмасштабах, меньших длины волны излучения, что повышает эффективностьвзаимодействия фотонов и электронов.
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}
