Иммерсионная спектроскопия фотонных кристаллов на основе синтетических опалов

• Автор: Рыбин, Михаил Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 214 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Природные фотонные кристаллы

1.2. Синтез опалов и их строение

1.3. Оптические свойства фотонных кристаллов

1.4. Влияние дефектов и неупорядоченности структуры на оптические параметры фотонных кристаллов

1.5. Многокомпонентные фотонные кристаллы

1.6. Вычислительные методы

1.7. Постановка задачи

Глава 2. Экспериментальные методики и характеризация образцов

2.1. Методы экспериментального исследования стоп-зон
2.2. Экспериментальная установка для измерения оптических спектров фотонных кристаллов
2.3. Иммерсионная спектроскопия синтетических опалов
2.4. Геометрические размеры и ориентация образцов
2.5. Характеризация опалов методами СЭМ и ПЭМ
Глава 3. Высокоиндексные (ИМ) стоп-зоиы в фотонных кристаллах на основе синтетических опалов
3.1. Экспериментальное исследование стоп-зон по спектрам пропускания синтетических опалов
3.2. Высокоиндексные (1гЫ) стои-зоны в синтетических опалах

Глава 4. Стоп-зоны в многокомпонентных фотонных кристаллах: селективное переключение и резонансные эффекты
4.1. Экспериментальное исследование иммерсионных зависимостей {Ь,Ы) стоп-зон в синтетических опалах
4.2. Теоретическое описание эффектов выключения стоп-зон в многокомпонентных фотонных кристаллах
4.3. Моделирование зависимости с(|(С) в синтетических опалах
4.4. Фотонная зонная структура синтетических опалов
4.5. Возможные приложения многокомпонентных ФК: пассивный и активный режимы при селективном переключении стоп-зон
Глава 5. Резонанс Фано в спектрах пропускания фотонных кристаллов на основе синтетических опалов
5.1. О возможности возникновения резонанса Фано с участием брэгговского рассеяния в фотонных кристаллах
5.2. Экспериментальное наблюдение резонанса Фано в синтетических опалах
5.3. Расчет фотонной зонной структуры опалов, образованных идентичными неоднородными сферами а-ЭЮ о
5.4. Расчет спектров пропускания неупорядоченного ЗЭ фотонного кристалла с ГЦК-решеткой
5.5. Аппроксимация спектров с помощью формулы Фано
5.6. Анализ механизмов рассеяния света в неупорядоченных фотонных кристаллах
Заключение
Приложение А. Метод плоских волн

А.1. Сведение уравнений Максвелла к линейной алгебраической задаче
А.2. Два метода решения задачи на собственные числа
А.З. Эффективная диэлектрическая проницаемость
А.4. Алгоритм решения задачи на собственные значения
Приложение Б. Теоретический анализ ширины фотонной стоп-
зоны
Б.1. Двухволновое приближение
Б.‘2. Ширина фотонной стоп-зоны
Литература

I . I . I I I I I I I -t
К Wg Lg Kg L P К
Wavevector
Рис. 1.10. Экспериментально измеренная фотонная зонная структура синтетических опалов. Значкам отмечено положение минимумов пропускания. Цветная заливка определяет полуширину полос в спектрах пропускания. Сплошные линии — расчет по формуле (1.4) [74].
дифракцией на плоскостях семейства {111} двойникованной ГЦК- решетки опалов. Более высокоиндексные (hkl) стоп-зоны в работах [74, 84] не изучались.
Интересным эффектом, который наблюдается в процессе исследования фотонной зонной структуры, является многоволновая брэгговская дифракция света. Многоволновая брэгговская дифракция возникает, когда брэгговские условия выполняются для двух систем плоскостей (hikili) и (Лу/Ыг) одновременно, т.е. когда при фиксированном волновом векторе к (фиксированный угол падения 6int) выполняется соотношение Xhiki — Xfl2k2i2- В работе [139] были исследованы спектры зеркального отражения в зависимости от