WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     ||
|

В разделе 4.4 представлены результаты численного расчета спектров отражения, прохождения и поглощения электромагнитного излучения тонкой 3.4.4.5.1.0.1.1.2.2.3.3.0.1.2.3.4.4.5.5.5.2.3.Коэффициент поглощения A Коэффициент поглощения A металлической пленкой. В случае взаимодействия металлической пленки с sполяризованной волной падающей под произвольным углом, спектр поглощения содержит резонансы соответствующие возбуждению только поперечных коллективных мод (Рис. 5 (а)). Напротив, в случае взаимодействия пленки с pполяризованной волной, спектр поглощения содержит резонансы соответствующие возбуждению как поперечных, так и продольных коллективных мод (Рис. 5 (б)).

Наиболее интенсивными возбуждениями являются возбуждения нечетных продольных коллективных мод. У нечетных мод распределение индуцированной плотности заряда является нечетной функцией поперечной координаты.

Коэффициенты отражения, прохождения и поглощения могут существенно изменяться вблизи частот нечетных продольных коллективных мод. Так, например, коэффициент отражения может достигать величины порядка единицы, и это при том, что толщина металлической пленки составляет всего лишь 1 нм.

В разделе 4.5 исследовано распределение поля внутри металлической пленки как в нерезонансном случае, так и при резонансном возбуждении различных коллективных мод. В нерезонансном случае распределение поля можно качественно объяснить с помощью хорошо известных граничных условий электродинамики сплошных сред. При резонансном возбуждении продольных коллективных мод одной из характерных особенностей распределения поля является значительное возрастание нормальной компоненты поля внутри металлической пленки. Так, например, амплитуда нормальной компоненты поля внутри металлической пленки может более чем на два порядка величины превышать амплитуду падающей на пленку волны при условии, что характерное время одночастичной релаксации составляет ~ 1 пс.

Линии в спектре поглощения могут быть охарактеризованы тремя величинами:

положением центра линии, спектральной шириной линии и амплитудой (резонансным значением коэффициента поглощения). В разделе 4.6 исследованы зависимости этих трех характеристик резонансого оптического отклика сверхтонких металлических пленок от угла падения на пленку электромагнитной волны.

Численный анализ показал, что данные зависимости имеют ряд универсальных свойств, которые воспроизводятся одинаковым образом для различных спектральных линий соответствующих возбуждениям нечетных продольных коллективных мод.

Так, например, резонансное значение коэффициента поглощения ни при каких углах падения не превышает величины 0.5. В разделе 4.6 также исследовано влияние времени одночастичной релаксации на резонансные характеристики оптического отклика сверхтонких металлических пленок.

В заключении сформулированы основные результаты полученные в диссертационной работе.

В приложении рассмотрено решение задачи на собственные значения для матрицы специального вида.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 1. Развита теория взаимодействия центросимметричного атома с пространственнонеоднородным лазерным полем, которая в двухуровневом приближении описывает динамику пространственно-нелокальных взаимодействий, обусловленную изменением населенности атомных уровней. В рамках предложенной теории произведен учет пространственно-нелокальных – магнитодипольных, квадрупольных и обусловленных градиентом пондеромоторного потенциала поля – взаимодействий.

2. Выполнен расчет угловых спектров поля отклика на частотах второй и третьей гармоник при взаимодействии однородной среды центросимметричных атомов с полем двух плосковолновых импульсов распространяющихся под углом друг к другу. Детально исследованы зависимости поляризации излучения второй и третьей гармоник от поляризаций импульсов накачки. Установлено, что наиболее интенсивный сигнал второй гармоники s-поляризован и распространяется в направлении биссектрисы угла между волновыми векторами волн накачки.

3. Выполнен сравнительный анализ поверхностного и объемного механизмов генерации суммарной частоты в одномерном фотонном кристалле с изотропными слоями при неколлинеарной геометрии взаимодействия волн. Показано, что для обоих механизмов, оптимальным условием для эффективной генерации волны суммарной частоты является совпадение резонансов пропускания на краях запрещенных зон фотонного кристалла для всех трех взаимодействующих волн.

При выполнении данного условия, интенсивность волны суммарной частоты возрастает на три порядка величины.

4. Исследовано возбуждение волноводных мод в одномерном фотонном кристалле в процессе четырехволнового смешения 3 = + -2. Указаны условия 1 необходимые для возбуждения волноводных мод. Выполнен расчет спектра s- и pполяризованных мод. Установлено значительное возрастание амплитуды поля внутри фотонного кристалла при резонансном возбуждении волноводных мод.

5. В рамках самосогласованной теории функционала плотности, выполнен расчет спектров отражения, прохождения и поглощения сверхтонких металлических пленок. Показано, что в условиях возбуждения нечетных продольных коллективных мод, металлическая пленка нанометровой толщины может практически полностью отражать падающее излучение. При этом, амплитуда нормальной компоненты напряженности электрического поля внутри металлической пленки может на два порядка превышать амплитуду падающей волны.

6. Выполнен расчет частот коллективных электронных возбуждений в сверхтонких металлических пленках. Показано, что (а) с возрастанием толщины металлической пленки, формируется группа коллективных возбуждений, которые могут быть интерпретированы как возбуждения стоячих плазменных волн, (б) в тонкой пленке существует пара коллективных мод соответствующая мультипольному поверхностному плазмону, (в) в тонкой пленке существуют группы коллективных возбуждений образующихся в результате возникновения эффективной связи между процессами однотипных одночастичных возбуждений, с фиксированным изменением квантового числа.

7. Показано, как трансформируется спектр частот коллективных возбуждений при переходе от двухмерной к трехмерной электронной системе. Исходя из задачи на собственные значения, определяющей частоты продольных коллективных возбуждений в двухмерных системах, получено известное дисперсионное соотношение для продольных плазменных волн в неограниченном электронном газе.

8. Установлен ряд универсальных свойств линейно-оптического отклика сверхтонких металлических пленок при возбуждении нечетных продольных коллективных мод. В частности, металлическая пленка не может поглощать более половины потока энергии падающей на нее электромагнитной волны. Когда коэффициент поглощения металлической пленки достигает максимума и равняется 0.5, коэффициенты отражения и прохождения оказываются равными 0.25, а ширина линии поглощения в два раза превосходит ширину линии в пределе нормального падения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

1. Андреев А.В., Козлов А.Б. Влияние пространственной неоднородности поля на нелинейно-оптический отклик атома // Квантовая Электроника - 2000. - т. 30. - № 11. - с. 979-985.

2. Козлов А.Б. Нелинейно-оптический отклик среды двухуровневых атомов в суперпозиционном поле // Сборник научных трудов, Научная сессия МИФИ - Москва, 2000. - т. 5. - с. 165-166.

3. Андреев А.В., Козлов А.Б. Светоиндуцированная анизотропия атомного отклика в сверхсильных пространственно-неоднородных полях // Сборник трудов конференции Фундаментальные Проблемы Оптики - Санкт-Петербург, 17 - Октября, 2000. - c. 5.

4. Андреев А.В., Козлов А.Б. Возбуждение волноводных мод в одномерном фотонном кристалле // Квантовая Электроника - 2001. - т. 31. - № 5. - с. 443-447.

5. Andreev A.V., Balakin A.V., Boucher D., Kozlov A.B., Masselin P., Ozheredov I.A., Prudnikov I.R., Shkurinov A.P. Four-wave mixing in one-dimensional photonic crystals: inhomogeneous wave excitation // Technical Digest of XVII International Conference on Coherent and Nonlinear Optics - Minsk, Belarus, June 26 - July 1, 2001. - p. 17.

6. Andreev A.V., Kozlov A.B. Excitation of waveguide modes in one-dimensional photonic crystal // Technical Digest of XVII International Conference on Coherent and Nonlinear Optics - Minsk, Belarus, June 26 - July 1, 2001. - p. 71.

7. Andreev A.V., Balakin A.V., Kozlov A.B., Ozheredov I.A., Prudnikov I.R., Shkurinov A.P., Masselin P., Mouret G. Four-wave mixing in one-dimensional photonic crystals: inhomogeneous wave excitation // J. Opt. Soc. Am. B - 2002. - v. 19. - № 8. - p. 1865-1872.

8. Andreev A.V., Balakin A.V., Kozlov A.B., Ozheredov I.A., Prudnikov I.R., Shkurinov A.P., Masselin P., Mouret G. Nonlinear process in photonic crystals under the noncollinear interaction // J. Opt. Soc. Am. B - 2002. - v. 19. - № 9. - p. 2083-2093.

9. Andreev A.V., Kozlov A.B. Self-consistent linear-optical response of thin metal films // Phys. Rev. B - 2003. - v. 68. - p. 195405.

10. Andreev A.V., Balakin A.V., Kozlov A.B., Ozheredov I.A., Prudnikov I.R., Shkurinov A.P., Masselin P., Mouret G. Nonlinear processes in photonic crystals under the non-collinear interaction // Technical Digest of International Quantum Electronics Conference - Moscow, June 22 - 27, 2002. - p. 361.

Pages:     ||
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.