Ближнепольное взаимодействие атомных ансамблей в методах ближнепольной оптической микроскопии

• Автор: Кадочкин, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

1 Переходный слой на поверхности диэлектрика

1.1 Связь микроскопического и макроскопического полей в дискретно-непрерывном диэлектрике внутри диэлектрика и на его поверхности
1.2 Микроскопическая теория переходного слоя на идеальной поверхности полубесконечных диэлектрических сред и эффект ближнего поля

1.2.1 Переходный слой на поверхности дискретно-непрерывного диэлектрика

1.2.2 Показатель преломления дискретно-непрерывного диэлектрика вдали от границы

1.2.3 Поле отражённой волны в волновой зоне

1.2.4 Тензор поляризуемости жидкого диэлектрика внутри среды и вблизи ее поверхности в переходном слое
1.2.5 Численный анализ экспериментальных данных по отражению света от поверхности жидкостей с изотропными молекулами
1.2.6 Отражение света под углом Брюстера на поверхности жидкостей с анизотропными молекулами
1.3 Метод оптической ближнепольной микроскопии инородных атомов на поверхности непоглощающих диэлектриков при брюстеровском отражении света
1.3.1 Переходный слой на поверхности дискретно-непрерывного диэлектрика с учётом инородных атомов

ф 1.3.2 Показатель преломления дискретно-непрерывного диэлектрика вдали от границы
1.3.3 Поле отражённой волны в волновой зоне с учётом инородных атомов на поверхности и переходного слоя
1.3.4 Оптические размерные резонансы в системе инородных
атомов на поверхности с учётом переходного слоя
1.3.5 Численный анализ
1.4 Спонтанное излучение атома вблизи границы раздела вакуумдиэлектрик и эффект ближнего поля
2 Оптические ближнепольные резонансы в системе активированных наночастиц
2.1 Оптические ближнепольные резонансы в системе активированных наночастиц
2.1.1 Основные уравнения
^ 2.1.2 Оптическое поле внутри и вне частиц
2.1.3 Стационарное решение
2.1.4 Показатель преломления диэлектрических наношаров,
активированных двухуровневыми атомами
2.1.5 Оптические ближнепольные резонансы в системе взаимодействующих сферических частиц в линейном приближении
2.1.6 Оптическое поле в волновой зоне
2.1.7 Обсуждение результатов
2.2 Метаструктурные системы из активированных наношаров и оптические ближнепольные резонансы
2.2.1 Показатель преломления полубесконечной метаструктурной системы из активированных наношаров
2.2.2 Отражение света от поверхности метаструктурной системы из пар ориентированных наношаров, содержащих
Ф примесные атомы
3 Граничные задачи в оптической ближнепольной микроскопии и оптические ближнепольные резонансы
3.1 Введение
3.2 Основные уравнения
3.3 Стационарное решение уравнений движения
3.4 Оптическое поле в ближней и волновой зонах по отношению к поверхности лолубесконечной среды
3.5 Линейные стационарные ближнепольные резонансы в системе шаровой зонд над полубесконечной оптической средой
3.6 Оптическая ближнепольная микроскопия в области непрерывных спектров
Заключение
Библиография
Приложения
Приложение А
Приложение В
Приложение С

Рис. 8. Схема расположения векторов в граничной задаче: Е — поверхность z = 0, го — радиус-вектор местоположения двухуровневого атома, s/ — единичный вектор вдоль направления высвечивания фотона, Lo — радиус сферы Лорентца, и' — внешняя нормаль к поверхности Е.
Из формулы (37) можно определить время жизни возбуждённого состояния атома, равное
{—Ко[1 + ^cos(2A:oL)]}_1 и смещение частоты атома, равное
KoRsin(2koL)
Следующий важный результат статьи [58] заключается в выводе квантового аналога теоремы погашения Эвальда-Озеена, хорошо известной в классической оптике диэлектриков [7]. При этом диэлектрик в [58] рассматривается как непрерывная оптическая среда.
Рассмотрим решение поставленной граничной задачи, учитывая дискретно-непрерывные свойства диэлектрика. Будем предполагать, что точка наблюдения го (рис. 8) окружена сферой Лорентца с радиусом Lo, и внутри сферы Лорентца атомы диэлектрика распределены дискретным образом. Вне сферы Лорентца атомы распределены непрерывно, и в зависимости от местоположения точки наблюдения го число дискретно распределённых атомов меняется. Как будет показано ниже, существование двух пространственных масштабов До и Lq при описании спонтанного распада атомов приводит к эффекту ближнего поля (near-field effect). Внутри замкнутой сферы Лорентца дискретно распределённые атомы создают поле равное нулю в центре сферы при любом типе симметрии этого распределения, если принимать во внимание только кулоновское поле, пропорциональное 1/Ra, где Ra — расстояние от а-го атома внутри сферы Лорентца до её центра. Непосредственным вы-