Автореферат (1150633), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Нормированная компонентагиперполяризуемостиполусферырадиуса|zxx|a=10в квазистатическом приближении.серебрянойНа основе разработанного подходанапредсказано усиление генерации второйnm,поверхности стекла (ε=2.25) как функциягармоникитолщины покрытия h пленки из TiO2резонанса(ε=5.25) и длины волны. [А3]металлической наночастицей, покрытойслоемначастотеплазмонногополусферическойдиэлектрика,атакже12продемонстрирована возможность сдвигать спектральное положение плазмонногорезонанса и, соответственно максимум, гиперполяризуемости, при изменениитолщины оболочки, см. Рисунок 2. Также охарактеризован доминирующий вкладострого края полусферы в генерацию второй гармоники.Втретьейчастидиссертацииописанаметодикаизготовлениякольцевого/дискового полупроводникового микрорезонатора ультрамалого размера(2мкм), см. Рисунок 3.
Автором предложено использование первичной маски из SiO2,созданной по технологии атомно-слоевого осаждения, что обеспечивает высокоекачество покрытия, электронной литографии высокого разрешения для созданиявторичной маски, а также сухого плазменного травления GaAs наноструктуры в смесиSiCl4+Ar.Представленаметодикаизготовления,котораяобеспечиваетизготовлениеструктур малого размера смалойшероховатостьюбоковых поверхностей, чтоРисунок 3. (a) Изображение кольцевого микрорезонатора,позволяетполученное с помощью сканирующего электронноговысокуюмикроскопа (b) Спектр микро фотолюминесценции приполучитьразличных мощностях накачки кольцевого резонаторагенерацию придиаметром D=2μm с внутренним диаметром d=0,8μm.температуре.ДляЛазерная генерация происходит на TE моде с номеромисследованиялазерной(12,1), где 12 и 1 – радиальное и азимутальное числа,генерации в наноструктурахсоответственно.
[A5].обеспечитьдобротностьиспользованаилазернуюкомнатноймикро-фотолюминесценция резонаторов, возбуждаемых излучением с длиной волны 0,53мкм.Также описана разработанная методика модификации поверхности карбидакремния с помощью электронной литографии с целью оптимизации последующеговыращивания пленок нитрида алюминия. Оптимизация достигается благодаряуменьшению механических напряжений в ячеистой структуре с шагом, лежащим внанометровом диапазон (в данном случае 200 нм).13В четвертой части диссертации построена модель полупроводниковойгетероструктуры с квантовой ямой (КЯ) и насыщающимся поглотителем - такназываемый SESAM микрорезонатор.Эффектнасыщающегосяпоглощения в микрорезонатореприводиткувеличениюэффективномувременижизниполяритона в области с большойплотностью частиц, что приводитРисунок 4.
Протокол создания диссипативногосолитона при Т = 0. P0 –некогерентная, однороднаянакачка,котораяиспользуетсядлясозданияэкситонов. nR (синяя кривая) - плотность экситонов,2(красная кривая) концентрацию поляритонов восновном состоянии [A2].кобразованиюдиссипативныхсолитоновэкситонногополяритона.чувствительныПоследниекоченьфонон-поляритонному взаимодействию.Авторомисследовановлияниетемпературы (посредством учетавзаимодействия поляритонов с акустическими фононами) на устойчивость солитонови их время жизни.
Также предложена методика возбуждения солитон поляритонов спомощью двух коротких лазерных импульсов и однородной фоновой накачки, приэтом фемтосекундный импульс (100 fs) используется для создания поляритоннойплотности (когерентная накачка), а пикосекундный импульс (1 ps) используется длясоздания профиля экситонов в квантовой яме (некогерентная накачка), см. Рисунок 4.“Preparation cycle” – промежуток времени в течении которого формируется постояннаяплотность экситонов в резервуаре, “work cycle” – промежуток времени когда спомощью различных возбуждений можно создавать и разрушать диссипативныйсолитон, “P0 switch off” соответствует моменту когда однородная накачкавыключается, т.е.
система остается без постоянного притока экситонов, что приводитк разрушению солитона за время τoff ≈ 100 ps. Если в дальнейшем возобновитьпостоянную накачку “P0 switch on”, то резервуар выходит на насыщение за время τr =900 ps.14Предложенатеорияполяритонноголазерамикроскопическомприописанииэкситонного резервуара. На ееоснове построена пороговаяхарактеристика поляритонноголазера на нитридной структуреРисунок 5. Пороговая характеристика InGaN диода наквантовой яме с электрической накачкой: поляритонная(с InGaN квантовой ямой), т.е.зависимостьплотность в окрестности точки k = 0 как функцияполяритоновприложенного напряжения U. Вставки показываютсостояниираспределениевектором2экситон-поляритоноввфазовомпространстве для напряжений ниже и выше порога: (a)U=2,2 V, (b) U=2,3 V [A1].плотностивосновном(сkволновым=0)отприложенного напряжения, см.Рисунок 5.Основные результаты1.
Разработана модель для описания спектра поглощения нанокомпозита, состоящегоиз эллипсоидальных металлических включений и предложен подход, позволяющийсвязать дихроизм нанокомпозита со степенью эллиптичности наночастиц.2. Получено выражения для гиперполяризуемости металлической полусферы,покрытойдиэлектрическойоболочкой,иисследованазависимостьгиперполяризуемости от толщины оболочки и радиуса округления края полусферы.Показано усиление генерации второй гармоники на частоте плазмонного резонанса.Оценено усиление локального электрического поля световой волны поля на остромкрае полусферы.3.
Разработана методика изготовления дисковых микрорезонаторов рекордно малогоразмера по сравнению с микрорезонаторами, полученными ранее с помощьюоптической литографии. В этих микрорезонаторах продемонстрирована лазернаягенерация при комнатной температуре. Выбраны режимы травления гетероструктуры,оптимизированы первичная и вторичная маски.154. Разработана методика модификации поверхности пленки карбида кремния спомощью электронной литографии для последующего выращивания на такойподложкевысококачественныхпленокнитридаалюминияпосредствомпендеоэпитаксии.5. На основе диссипативного уравнения Гросса-Питаевского теоретически описанообразование диссипативных солитонов в микрорезонаторах с насыщающимсяпоглотителем.6.Теоретическиописанполяритонныйлазер,описаниеосновываетсянамикроскопических уравнениях для резервуара и расчете концентраций экситонов иполяритонов, а также порога конденсации для реальной структуры.Список литературы1.
Maier, S. A. Plasmonics: Fundamentals and Applications / S. A. Maier.— NewYork : Springer, 2007.— 224 p.2. Le Ru, E. Principles of SERS. / Eric Le Ru, Pablo Etchegoin.— Netherland:Linacre house, 2009. — 663 p.3. Климов, В. Наноплазмоника / В. Климов. — Москва: Физматлит, 2009. —481 с.4. Seifert, G. Laser-Induced, Polarization Dependent Shape Transformation of Au/AgNanoparticles in Glass / G. Seifert, G. A. Stalmashonak, H.
Hofmeister, J. Haug,M. Dubiel, // Nanoscale Res Lett.—2009. —V. 4. —№. 11. — P. 1380–1383.5. Flytzanis, C. Nonlinear optics in composite materials / C. Flytzanis, F. Hache, M.C. Klein, D. Ricard, and P. Roussignol // Prog. Opt. — 1991.—V. 29. — P. 321–411.6. Kauranen, M. and A. V. Zayats, Nonlinear plasmonics, // Nature Photonics. – 2012.— V. 6. — P.
737–748.7. Wokaun, A. et al. Surface second-harmonic generation from metal island films andmicrolithographic structures // Phys. Rev. B. — 1981 — V. 24. — P. 849–856.168. McCall, S. L. Whispering gallery mode mirodisk lasers / S. L. McCall, A. F. J.Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, // Applied Physics Letters—1992.— V. 60.—P. 289-291.9. Xu, Q.
Micrometre-scale silicon electro-optic modulator /Q. Xu, B. Schmidt, S.Pradhan, M. Lipson // Nature— 2007. —V. 435. — P. 325.10. Poon, A.W. Cascaded microresonator-based matrix switch for silicon on-chipoptical interconnection / A.W. Poon, X.S.
Luo, F. Xu, H. Chen // Proc. IEEE. —2009. —V. 97—P. 1216.11. Kéna-Cohen, S. Strong Exciton-Photon Coupling in an Organic Single CrystalMicrocavity / S. Kéna-Cohen, M. Davanço, S.R. Forrest // Phys Rev Lett. — 2008.— V. 101. — P. 116401.12. Schneider, C. An electrically pumped polariton laser / C. Schneider, A. RahimiIman,Na Young Kim, J. Fischer, I. G.
Savenko, M. Amthor, M. Lermer, A.Wolf, L. Worschech, V. D. Kulakovskii, I. A. Shelykh, M. Kamp, S. Reitzenstein,A. Forchel, Y. Yamamoto & S. Höfling // Nature — V. 497 — P. 348–35213. Marsault, F. Realization of an all optical exciton-polariton router / F. Marsault, H.S. Nguyen, D.Tanese, A. Lemaître, E. Galopin, I. Sagnes, A. Amol and J. Bloch, //Appl.
Phys. Lett. — 2015. —V. 107. — P. 201115.14. Kavokin, K. V. Stimulated emission of terahertz radiation by exciton-polaritonlasers / K.V. Kavokin, M. A. Kaliteevski, R. A. Abram, A. V. Kavokin, S. Sharkovaand I. A. Shelykh, // Appl. Phys. Lett.— 2010. — V. 97. — P. 201111.15. Amo, A. Exciton–polariton spin switches / A. Amo, T. C. H. Liew, C. Adrados, R.Houdré, E.
Giacobino, A. V. Kavokin & A. Bramati // Nat. Photon.— 2010. — V.4. — P. 361-366.16. Akhmediev, N. Dissipative Solitons: From Optics to Biology and MedicineLecture Notes Phys. Vol. 751 / N. Akhmediev and A. Ankiewicz.— Berlin:Springer, 2008..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
