Резонансные оптические эффекты при оптическом, магнитном и акустическом воздействиях на плазмон-поляритоны в слоистых структурах

• Автор: Хохлов, Николай Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Общие вопросы оптики и магнитооптики плазменных структур

1.1 Плазмон-поляритоны

1.1.1 Поверхностные плазмон-поляритоны на плоской границе раздела металл / диэлектрик

1.1.2 Возбуждение поверхностных плазмон-поляритонов

1.1.3 Локализованные плазмон-поляритоны в металлических наночастицах

1.2 Магнитооптические эффекты в однородных и структурированных материалах

1.2.1 Магнитооптические эффекты в однородных материалах

1.2.2 Магнитооптические эффекты в магнитофотонных кристаллах

1.2.3 Магнитооптические эффекты в плазмонных структурах

1.3 Фотовозбуждение электронов металла лазерным импульсом
1.4 Активная плазмоника
1.4.1 Изменение свойств плазмон-поляритонов при фотовозбуждепии электронов металла
1.4.2 Изменение свойств плазмон-поляритонов во внешнем магнитном поле
1.4.3 Акустическая модуляция свойств плазмон-поляритонов
1.5 Численный метод расчета оптического отклика периодических
слоистых сред
Глава 2. Взаимодействие импульсов плазмон-поляритонов
при фотовозбуждении электронов металла
2.1 Процессы фотовозбуждения и термализации электронов металла при распространении импульса поверхностных плазмон-поляритонов
2.2 Теоретическое описание динамики импульсов плазмон поляритонов накачки и сигнального в приближении медленно меняющейся амплитуды
2.3 Выбор оптимальных параметров для эффективного взаимодействия импульсов поверхностных плазмон-поляритонов
2.4 Феноменологический анализ изменений длительности импульсов плазмон-поляритонов
2.5 Изменение длительности плазмонных импульсов и задержки между ними
Выводы к главе
Глава 3. Резонансное усиление магнитооптических эффектов при возбуждении плазмон-поляритонов
3.1 Обратный эффект Фарадея при распространении поверхностных плазмон-поляритонов
3.2 Особенности экваториального эффекта Керра в магнитоплазмонных кристаллах
3.3 Усиление магнитооптических эффектов в магнитофотонных кристаллах с плазмонной решеткой
3.3.1 Структура исследуемых магнитофотонных кристаллов с плазмонным покрытием
3.3.2 Экспериментальная установка для измерения магнитооптических эффектов
3.3.3 Методика измерений эффекта Фарадея
3.3.4 Методика измерений экваториального эффекта Керра
3.3.5 Оптические характеристики исследуемых магнитофотонных кристаллов с плазмонным покрытием
3.3.6 Магнитооптические эффекты в исследуемых магнитофотонных кристаллов с плазмонным покрытием
Выводы к главе

Глава 4. Акустическое управление поверхностными
плазмон-поляритонами
4.1 Взаимодействие акустической волны и оптических мод
плазмонной решетки
4.1.1 Распространение акустической волны в сверхрешетке
4.1.2. Акустическая модуляция параметров структуры
4.2 Методика расчета
4.3 Особенности взаимодействия оптических мод плазмонной решетки и акустической волны
4.3.1 Модуляции коэффициента отражения при возбуждении
поверхностных плазмон-поляритопов
4.3.2 Модуляции коэффициента отражения при возбуждении
локализованных плазмон-поляритонов и щелевых мод
Выводы к главе
Заключение
Список публикаций но теме диссертации
Список литературы

1.4 Активная плазмоника
Подходы активной пламоники к управлению распространением ППП заключаются в изменении посредством внешнего воздействия волнового вектора ППП - его модуля и/или направления [103]. Изменение волнового вектора поверхностной электромагнитной волны (5 сопровождается изменением ее фазовой и групповой скоростей. Сам термин «активная плазмоника» был впервые введен в 2004 году в работе [104].
Модуль волнового вектора ППП зависит от диэлектрических проницаемостей металла и диэлектрика, вдоль границы раздела которых распространяется поверхностная волна (1.3). Поэтому, изменения одной из диэлектрических проницаемостей в пространстве и/или во времени приводит к вариации волнового числа ППП. Каждая из диэлектрических проницаемостей при этом может являться функцией, например, пространственных координат (геометрическая модуляция структуры), времени /, напряженности электрического поля Е поверхностной волны и т.д.:
£, =£,(г,/,Е...) (1 14)
Изменения е, могут иметь «пассивный» и «активный» характер. Пассивные изменения происходят без внешнего воздействия и определяются только геометрическими параметрами структуры. В настоящее время уже существуют лабораторные образцы базовых пассивных элементов плазмоники: волноводы [105], светоделители [106], антенны [107], линзы [108] и т.д. К элементам пассивной плазмоники также можно условно отнести структуры, содержащие нелинейные среды, то есть структуры, в которых диэлектрическая проницаемость (следовательно, и волновое число ППП) зависит также и от амплитуды ППП. При этом в качестве нелинейной среды может выступать как диэлектрик [109], так и металл [102]. Нелинейные пассивные плазмонные элементы применяются для компрессии импульсов ППП, изменения их спектрального состава.