Тип публикации: диссертация
Год издания: 2021
Ключевые слова: холестерический жидкий кристалл, нанокомпозит, оптическое таммовское состояние, фотонная запрещенная зона, фотонный кристалл
Аннотация: Выполнены исследования спектральных свойств одномерного фотонного кристалла с резонансно поглощающим дефектным слоем нанокомпозита, состоящим из серебряных наношаров, взвешенных в оптическом стекле. Выявлен ряд важных особенностей в спектре пропускания фотонного кристалла, которые обусловлены, прежде всего, резонансным характером эПоказать полностьюффективной диэлектрической проницаемости нанокомпозита. Изучено спектральное проявление расщепления дефектной моды в зависимости от объемной доли наношаров. Установлено, что при заданном значении фактора заполнения f существуют углы падения, при которых возни-кают качественные изменения в спектре пропускания фотонного кристалла – появляются дополнительные полосы пропускания и запрещенные частотные области. В силу этого, появляются новые возможности для управления поляризацией и пропусканием света.?Продемонстрирован эффект расщепления таммовского плазмон-поляритона на границе серебряной пленки и резонансного нанокомпозитного слоя, сопряженного с одномерным фотонным кристаллом. Показано, что расщепление таммовского плазмон-поляритона чувствительно к концентрации наночастиц и к другим параметрам нанокомпозита. Результаты, полученные для конечной структуры с помощью метода трансфер-матрицы, хорошо согласуются с независимым методом решения дисперсионного уравнения для неограниченной структуры. Продемонстрировано существование гибридных мод, обусловленных связью между микрорезонаторными модами брэгговского отражателя с нанокомпозитным дефектом, и таммовским плазмон-поляритоном, сформированным на границе фотонного кристалла и металлической плёнки. Показана возможность управления положением и количеством локализованных мод, при помощи варьирования толщины слоя, прилегающего к металлу. Дополнительное управление спектральными свойствами воз-можно за счет вариации фактора заполнения металл-диэлектрического нанокомпозита. ?Проведен расчет спектральных свойств наполненной резонансным газом одномерной структуры с фотонными запрещенными зонами для электромагнитных волн р- и s-поляризации при наклонном падении излучения на слоистую среду. В качестве резонансного газа рассмотрены пары атомов ртути. Расчеты показывают, что коэффициент пропускания весьма чувствителен к изменению угла падения излучения и к вариации плотности резонансного газа. В практических приложениях такие резонансные фотонные кристаллы могут быть перспективны при создании узкополосных фильтров с перестраиваемыми характеристиками. ?Показано, что на границе холестерика и слоистой структуры, характеризующейся чередующимися одинаковыми одноосными диэлектрическими слоями с ортогональными направлениями оптических осей, при допировании холестерика молекулами красителя хиральное оптическое таммовское состояние расщепляется на два локализованных состояния. Расчеты, выполненные с помощью матрицы Берремана, показывают, что полученные локализованные моды могут быть эффективно перестроены по часто-те с помощью внешних полей и вариации параметров красителя, либо пу-тем вращения зеркал в плоскости границы раздела анизотропного зеркала и холестерика. Предложенная структура может быть использована при создании миниатюрных лазеров с основной модой, имеющей круговую поляризацию, а также при проектировании оптических фильтров.