Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Нелинейные оптические свойства фотонных кристаллов на основе синтетических опалов

Диссертация: Нелинейные оптические свойства фотонных кристаллов на основе синтетических опалов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Синтетические опалы идеальны для использования в спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света в качестве матрицы, заполненной исследуемым веществом. В этом случае за счет высокой плотности фотонных состояний на краях ФЗЗ для возбуждающего излучения с частотой, близкой к частотам ФЗЗ кристалла, должно наблюдаться увеличение коэффициента преобразования возбуждающего излучения в рассеянное… Читать ещё >

Содержание

  • СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
  • ГЛАВА 1. НЕЛИНЕЙНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОТОННЫХ КРИСТАЛЛОВ
    • 1. 1. Особенности оптических характеристик фотонных кристаллов
    • 1. 2. Технология производства двумерных и трёхмерных фотонных кристаллов
    • 1. 3. Нелинейные оптические свойства фотонных кристаллов на основе синтетических опалов
  • ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ НЕЛИНЕЙНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В СИНЕТИЧЕСКИХ ОПАЛАХ И НАНОКОМПОЗИТАХ НА ИХ ОСНОВЕ
    • 2. 1. Источники возбуждения
    • 2. 2. Регистрация спектров
    • 2. 3. Принципиальная схема установки для наблюдения вынужденного рассеяния света
    • 2. 4. Образцы исследования
  • ГЛАВА 3. ВЫНУЖДЕННОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА В СИНТЕТИЧЕСКИХ ОПАЛАХ
    • 3. 1. Вынуяеденное комбинационное рассеяние света как явление нелинейной оптики
    • 3. 2. Вынужденное комбинационное рассеяние в дисперсных средах
    • 3. 3. Эксперимент по наблюдению вынужденного комбинационного рассеяния света в синтетических опаловых матрицах, инфильтрованных органическими жидкостями
    • 3. 4. Обсуждение результатов эксперимента по наблюдению вынужденного комбинационного рассеяния света в синтетических опаловых матрицах, инфильтрованных органическими жидкостями
  • ГЛАВА 4. ВЫНУЖДЕННОЕ ГЛОБУЛЯРНОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА В СИНТЕТИЧЕСКИХ ОПАЛОВЫХ МАТРИЦАХ
    • 4. 1. Экспериментальное наблюдение вынужденного глобулярного рассеяния света в нанокомпозитах на основе синтетических опалов
    • 4. 2. Собственные механические колебания упругого изотропного шара
    • 4. 3. Механизмы рассеяния света на осциллирующей упругой сфере
      • 4. 3. 1. Общие закономерности рассеяния света на сфере произвольного диаметра — бриллюэновский и комбинационный механизмы
      • 4. 3. 2. Механизм рассеяния света на однородной упругой сфере размером порядка длины волны падающего излучения

Нелинейные оптические свойства фотонных кристаллов на основе синтетических опалов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы. Научная новизна исследования.

Со времен первых теоретических работ [1−4], посвященных фотонным кристаллам (ФК), их структура привлекает много внимания исследователей своими уникальными свойствами, и сейчас, спустя 40 лет можно смело утверждать, что ФК открыли новую главу в нелинейной оптике.

Фотонными кристаллами принято называть пространственно упорядоченные системы со строго периодической модуляцией диэлектрической проницаемости в масштабах порядка длины волны видимого, ближнего инфракрасного или микроволнового диапазонов.

Для структур с трансляционным периодом и модуляцией диэлектрической проницаемости, сравнимым с длинной электромагнитной волны оптического диапазона, оптические свойства тесно связаны с шириной фотонной запрещенной зоны (ФЗЗ). Важность ФЗЗ обусловливается ее свойствами: внутри ФЗЗ оптические моды, спонтанная эмиссия и нулевые флуктуации отсутствуют, что в свою очередь приводит к высокой плотности фотонных состояний, локализованной на низкочастотном и высокочастотном краях ФЗЗ. Высокая локализация электромагнитного поля на краях ФЗЗ может приводить к значительному увеличению нелинейного взаимодействия поля с веществом, что при благоприятных условиях может привести к проявлению значительного числа нелинейно-оптических эффектов, возникающих при таком взаимодействии [5].

Искусственные структуры с ФЗЗ получили название «фотонные кристаллы» (ФК) [2]. Такие структуры могут представлять собой не только некоторую пространственную периодичность или квазипериодичность (фрактальность), но и даже быть полностью непериодическими [4, 6−12].

Примерами одномерных ФК могут служить такие бреггоподобные структуры как, например, дифракционные решетки, многослойные интерференционные фильтры, диэлектрические зеркала [13−16]. Но наибольший интерес представляют многомерные ФК, поскольку именно в трёхмерных структурах при определенных условиях возможно открытие полной ФЗЗ, то есть области запрета на распространение волны определенной частоты во всех возможных направлениях [4−6].

Постоянное совершенствование электронно-оптических схем, создание компактных устройств для обработки сигналов на всех длинах волн, требует разработки нанокомпозитных материалов с уникальными характеристиками. Особые свойства структуры ФК позволяют использовать их для решения многих практических задач.

Разнообразие модификаций ФК открывает различные пути для оптического возбуждения материальных сред и манипуляции параметрами фотонов.

Благодаря существованию в ФК сингулярностей плотности фотонных состояний, становится возможным управление спектром спонтанной эмиссии света, представляющее особый интерес для исследователей ФЗЗ [17−23]. Возможность контролировать спонтанную эмиссию света в ФЗЗ может привести к улучшению эффективности источников света, таких как пороговые полупроводниковые лазеры [24], одномодовые светоизлучающие диоды [25] и эффективные антенны [26].

ФК характеризуются дисперсией, в сотни раз превышающей дисперсию обычных призм [27, 28]. Это обеспечивает возможность создания новых спектральных элементов («суперпризм») на основе ФК.

С использованием ФК могут быть созданы элементы волноводных оптоэлектронных устройств, светофильтры [29], оптические переключатели [30], высоко отражающие селективные зеркала, высокодобротные резонаторы и целый ряд других интересных устройств.

14, 15]. ФК могут быть использованы также для создания квантовых компьютеров [30].

Таким образом, ФК являются уникальными объектами для эффективного управления параметрами распространения светового поля и его взаимодействия с веществом. При этом многообразие способов получения многомерных ФК позволяет создавать оригинальные структуры с неповторимыми свойствами, которые могут приводить к различным видам эффективного нелинейного взаимодействия.

Модельным трехмерным ФК с направленной ФЗЗ (стоп-зоной) является синтетический опал, названный так по аналогии его структуры с широко известным природным минералом [31−34]. Структура опала представляет собой кубическую гранецентрированную решётку, сформированную близкими по диаметру шарами (глобулами) кремнезёма (диоксида кремния, 8Ю2), размеры которых обычно находятся в диапазоне от 100 до 1000 нм [32, 33]. Трансляционный период трёхмерной сверхрешётки в опалах близок к длинам волн оптического диапазона (ё ~ 1 мкм).

Синтетические опалы идеальны для использования в спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света в качестве матрицы, заполненной исследуемым веществом. В этом случае за счет высокой плотности фотонных состояний на краях ФЗЗ для возбуждающего излучения с частотой, близкой к частотам ФЗЗ кристалла, должно наблюдаться увеличение коэффициента преобразования возбуждающего излучения в рассеянное. Такое использование ФК открывает возможности для увеличения контраста в спектрах КР без увеличения мощности источника возбуждающего излучения [35].

Трансляционный период решетки синтетического опала, составляющий порядка длины волны видимого света, соответствует стоячим акустическим волнам гигагерцевого диапазона. При определенных условиях это приводит к высокой локализации фотонов и фононов, и как следствие, к возрастанию эффективности фотон-фононного взаимодействия нанокомпозитов на основе синтетических опаловых матриц. Таким образом, синтетический опал можно рассматривать не только как фотонный, но и как фононный кристалл. Это открывает перспективы использования таких материалов при создании оптоакустических устройств.

Возбуждение собственных колебаний в наночастицах изучалось ранее несколькими группами. Объектами таких исследований чаще всего являлись металлические и полупроводниковые наночастицы, дисперсно или периодически внедренные в аморфную матрицу, например, в стекло.

Морфологический резонанс в синтетических опалах исследовался целым рядом исследователей [36−46]. В частности, в работе [36] были получены спектры неупругого низкочастотного рассеяния лазерного излучения с длиной волны 514,5 нм на синтетическом опале, сформированным кварцевыми глобулами. Однако, как в этой работе, так и в других исследованиях в этой области, процессы рассеяния носили спонтанный характер.

В связи с этим особый интерес представляет реализовать вынужденный режим рассеяния, обусловленный морфологическими особенностями трёхмерного ФК на основе синтетического опала для обратной и прямой геометрий рассеяния.

Указанные обстоятельства позволили сформулировать следующие цели и задачи данной работы:

1. Определение условий эффективной генерации вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) в трёхмерных ФК на основе синтетических опалов и демонстрация влияния параметров ФЗЗ на процесс генерации ВКР.

2. Сравнение ВКР, возбуждаемого в жидкостях, инфильтрованных в синтетические опалы (наноструктурированных жидкостях) и ВКР, возбуждаемого в образцах чистых жидкостей.

3. Исследование особенностей взаимодействия мощного лазерного излучения с собственными акустическими колебаниями глобул диоксида кремния, образующих синтетические опалы и нанокомпозиты на их основе.

4. Определение условий эффективной генерации вынужденного рассеяния в синтетических опалах и нанокомпозитах на их основе, обусловленного взаимодействием мощного лазерного излучения с собственными акустическими колебаниями глобул, составляющих исследуемые образцы.

Объекты исследования.

В качестве объектов исследования использовались образцы искусственных (синтетических) опалов, представляющих собой твердотельную структуру, сформированную плотноупакованными близкими по размеру кварцевыми глобулами. В зависимости от образца, диаметр глобул составлял от 200 до 320 нм.

Согласно целям работы, в качестве объектов исследования использовались также нанокомпозиты на основе синтетических опалов. Опаловые нанокомпозиты создавались путем заполнения октаэдрических и тетраэдрических пустот опаловых матриц различными молекулярными жидкостями, активными в комбинационном рассеянии.

Предметы исследования.

Предметами исследования в данной работе являлись ВКР в трёхмерных ФК на основе синтетических опалов, а также нелинейные оптические явления, возникающие при взаимодействии мощного лазерного излучения с собственными акустическими колебаниями глобул диоксида кремния, образующих синтетические опалы и нанокомпозиты на их основе.

Методы исследования.

Методы исследования, применявшиеся в данной работе, лежат в области лазерной оптической спектроскопии. Источником возбуждающего излучения служил моноимпульсный рубиновый лазер, работающий в режиме модуляции добротности. Для регистрации тонкой спектральной структуры рассеянного излучения использовался интерферометр Фабри-Перо. Эксперименты реализовывались для прямой и обратной геометрий рассеяния. Для исследования спектрального состава излучения использовался спектрограф типа СТЭ-1, а также мини-спектрометр с волоконно-оптическим входомдля процессов с большим спектральным смещением относительно возбуждающей линии.

Научная новизна полученных результатов.

1. Экспериментально установлено, что в результате взаимодействия излучения мощного твердотельного лазера на рубине с длиной волны генерации 694,3 нм с синтетическими опаловыми матрицами, инфильтрованными нитробензолом, водой или этанолом, возникает вынужденное комбинационное рассеяние света (ВКР).

2. Экспериментально показано, что использование в качестве образцов для возбуждения ВКР нанокомпозитов на основе синтетических опаловых матриц диоксида кремния, инфильтрованных комбинационно активными жидкостями, существенно повышает эффективность преобразования возбуждающего излучения в рассеянное (ВКР) по сравнению с не наноструктурированной жидкостью.

3. Экспериментально установлено, что условием эффективной генерации ВКР является совпадение частоты возбуждающего лазерного излучения с окрестностью высокочастотного края ФЗЗ синтетического опала, а частоты первой стоксовой компоненты — с окрестностью низкочастотного края.

4. В результате взаимодействия излучения мощного твердотельного лазера на рубине с объёмными синтетическими опаловыми матрицами, впервые экспериментально было обнаружено вынужденное рассеяние, со спектральным смещением в гигагерцовом диапазоне частот, обладающее порогом и высокой эффективностью преобразования падающего излучения в рассеянное (коэффициент преобразования может достигать 60%). Экспериментально было зарегистрировано рассеяние «вперед» (попутно с накачкой) и «назад» (навстречу накачке).

5. Экспериментально показано, что наблюдаемое явление, названное вынужденным глобулярным рассеянием света (ВГР), обусловлено морфологией объемных синтетических опалов и является по своей сути результатом опто-акустического взаимодействия возбуждающего лазерного излучения с собственными колебаниями кварцевых глобул, образующих синтетический опал.

6. Экспериментально продемонстрировано, что наблюдаемое ВГР не является известным вынужденным рассеянием Манделылтама-Бриллюэна (ВРМБ) в используемых образцах нанокомпозитов молекулярных жидкостей.

Положения, выносимые на защиту.

1. При взаимодействии импульсного лазерного излучения с трехмерными фотонными кристаллами (синтетическими опаловыми матрицами, инфильтрованными комбинационно активными жидкостями) возникает ВКР с порогом возникновения генерации, существенно меньшим, чем пороги ВКР для исходных жидкостей.

2. Параметры фотонной запрещенной зоны определяют значение порога генерации ВКР и эффективность преобразования волны накачки в волну ВКР. Условием для получения низкопороговой генерации ВКР с максимальной эффективностью преобразования является близость частоты возбуждающего лазерного излучения к высокочастотному краю стоп-зоны фотонного кристалла, а частоты первой стоксовой компоненты — к низкочастотному краю этой зоны.

3. При взаимодействии излучения твердотельного лазера на рубине, работающего в режиме модуляции добротности, с собственными колебаниями сфер диоксида кремния, образующих синтетические опаловые матрицы, возникает новый тип вынужденного рассеяния светавынужденное глобулярное рассеяние (ВГР). Данный тип вынужденного рассеяния света наблюдается как в прямом, так и в обратном направлениях.

4. Наблюдаемые частотные сдвиги ВГР соответствуют модам частот собственных колебаний глобул аморфного кварца (диоксида кремния, БЮ2), из которых построен глобулярный фотонный кристалл (синтетический опал) и лежат в гигагерцовом диапазоне частот.

Практическая значимость работы.

1. Использование для возбуждения вынужденного комбинационного рассеяния в качестве образцов нанокомпозитов на основе синтетических опаловых матриц, инфильтрованных комбинационно активными жидкостями, при определенных условиях позволяет реализовать вынужденное комбинационное рассеяние с высокой эффективностью преобразования возбуждающего излучения в рассеянное по сравнению с не наноструктурированной жидкостью.

Такое использование синтетических опалов открывает возможности для увеличения контраста в спектрах комбинационного рассеяния за счёт уменьшения мощности прошедшего сквозь образец возбуждающего излучения и увеличения мощности рассеянного излучения. Это позволит снизить мощность источника возбуждающего излучения без ухудшения качества получаемых спектров, а также сократить длину активной среды.

Для точной настройки на частоту, соответствующую ФЗЗ ФК, заполненного исследуемым веществом, в качестве источника возбуждающего излучения предлагается использовать, например, полупроводниковый лазер.

3. ВГР может быть использовано в качестве источника когерентной бигармонической накачки для задач спектроскопии.

2. Фотонные кристаллы на основе синтетических опалов могут применяться для генерации мощных гиперзвуковых колебаний в материальных средах, что может быть с успехом использовано при создании оптоакустических устройств.

Личный вклад автора.

Настоящая работа выполнена в Оптическом отделе им. Г. С. Ландсберга в лаборатории Когерентной оптики Физического института им. П. Н. Лебедева РАН. Постановка задачи проводилась совместно с научным консультантом B.C. Гореликом. Автором проведена часть экспериментальных исследований, а также анализ и интерпретация полученных результатов. Сформулированы основные выводы и научные положения, выносимые на защиту.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались на следующих международных и всероссийской конференциях:

• Десятая юбилейная международная научно-техническая конференция «Оптические методы исследования потоков», Москва, 2009;

• VIII-я международная конференция «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы», Ульяновск, 2006;

• VII-я международная научная конференция «Лазерная физика и оптические технологии», Минск, республика Беларусь, 2008 (приглашённый доклад);

• Международная конференция «Laser Optics-2006», Санкт-Петербург, 2006;

• Конференция «Optics East-2006», Бостон, США, 2006;

• Четвертая международная конференция «Фундаментальные проблемы оптики (ФПО-2006)» в рамках Четвертого международного конгресса «ОПТИКА-XXI», Санкт-Петербург, 2006;

• Четвертая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в природе и технике», Москва, 2007 (приглашённый доклад);

• VI-я международная конференция «Лазерная физика и оптические технологии», Гродно, республика Беларусь, 2006.

Публикации по теме диссертации.

По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в числе которых 4 статьи, опубликованных в реферируемых российских и зарубежных изданиях, 1 коллективная монография, а также тезисы 8-ми докладов на всероссийских и международных конференциях:

1. Горелик B.C., Кудрявцева А. Д., Тареева М. В. и Чернега Н. В., О генерации пульсирующих акустических волн в глобулярных фотонных кристаллах // Вестник МГТУ им Н. Э. Баумана, Серия «Естественные науки». -2011. -вып. -2(41). -с., 3−15.

2. V.S.Gorelik, A.D. Kudryavtzeva, V.A. Orlovich, M.D. Tareeva N.V. Chernega, A.I.Vodchitz, Stimulated Raman scattering of light in artificial opal, filled by water // JRLR, -2011. -V32. -N 3. -pp. 129−138.

3. Горелик B.C., Кудрявцева А. Д., Чернега H.B. и Тареева M.B. Спектральные и энергетические характеристики вынужденного глобулярного рассеяния света // Краткие сообщения по физике. Рос. акад. наук, Физ. ин-т им. П. Н. Лебедева. -2010. -N 11. -с.З -9.

4. Комбинационное рассеяние — 80 лет исследований: Коллективная монография. РедакторВладимир Семёнович Горелик. -Москва: Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН. -2008. -588с. 285−294.

5. Горелик B.C., Кудрявцева А. Д., Тареева М. В., Чернега Н. В. Спектральные характеристики излучения кристаллов искусственного опала при эффекте фотонного пламени // Письма в ЖЭТФ. -2006. -т.84. -вып.9. -с.575−578.

6. Gorelik V.S., Kudryavtseva A.D., Tareeva M.V. and Tcherniega N.V. Stimulated globular scattering in photonic crystals // SPIE Proceedings. Laser Optics 2006: Wavefront Transformation and Laser Beam Control, Leonid N. Soms, Editor. -2007. -Vol.6613. -66130G. -pp. 1−7.

7. Горелик B.C., Кудрявцева А. Д., Тареева M.B., Чернега H.B., Вынужденное глобулярное рассеяние света в трехмерных фотонных кристаллах // Труды Четвертой Всероссийской конференции «Необратимые процессы в природе и технике», Москва -2007. -ч. II. -с. 557−560.

8. Горелик B.C., Кудрявцева А. Д., Тареева М. В., Чернега Н. В., Шевчук A.C., Вынужденные рассеяния света в наноструктурированных средах // Труды VII Международной научной конференции «Лазерная физика и оптические технологии», Минск. -2008. -с.272−275.

9. Горелик B.C., Кудрявцева А. Д., Тареева М. В., Чернега Н. В., Вынужденное рассеяние света в опалах. // Материалы VI-й международной конференции «Лазерная физика и оптические технологии», Гродно, республика Беларусь. -2006. -ч.1. -с.250−251.

10. Горелик B.C., Кудрявцева А. Д., Тареева М. В., Чернега Н. В. Трёхмерные фотонные кристаллы — новые материалы для нелинейной оптики // Труды Десятой юбилейной международной научно-технической конференции «Оптические методы исследования потоков», Москва. -2009 -с.42−45.

11. Горелик B.C., Кудрявцева А. Д., Тареева М. В., Чернега Н. В., Вынужденное глобулярное рассеяние света в трехмерных фотонных кристаллах // Труды VIII Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы», Ульяновск. -2006. -с.155.

12. Esakov A.A., Gorelik V.S., Kudryavtseva A.D., Tareeva M.V. and Tcherniega N.V. Stimulated globular scattering and photonic flame effect: new nonlinear optics phenomena // SPIE Proceedings, Photonic Crystals and Photonic Crystal Fibers for Sensing Applications II. -Henry H. Du, Ryan BiseEds. -2006. -Vol. 6369. -pp. 6369 OE1 — 6369 OE12.

13. Горелик B.C., Кудрявцева А. Д., Тареева M.B., Чернега H.B. Вынужденное глобулярное рассеяние света в фотонных кристаллах // Труды Четвертой международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики (ФПО-2006)» в рамках Четвертого международного конгресса «ОПТИКА-XXI», Санкт-Петербург. -2006. -с.66−68.

Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка цитируемой литературы, состоящего из 212 наименований. Работа содержит 153 страницы, в том числе 34 рисунка и 8 таблиц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В ходе экспериментов по исследованию нелинейных оптических свойств трёхмерных синтетических опалов и нанокомпозитов на их основе были получены следующие результаты.

I Впервые было реализовано ВКР в трехмерном ФК с коэффициентом преобразования по энергии 5−6%.

1) В результате рассеяния излучения мощного твердотельного лазера на рубине с длиной волны генерации 694,3 нм на объёмных синтетических опаловых матрицах, инфильтрованных органическими жидкостяминитробензолом, водой и этанолом, возникает ВКР с генерацией 1-й и 2-й стоксовых компонент.

2) Компоненты ВКР в трехмерном ФК имеют узкую спектральную ширину и возбуждаются при существенно меньшем пороге.

ОД 0 ГВт/ см2) по сравнению с чистой молекулярной жидкостью (-20 раз).

Экспериментально показано, что использование в качестве образцов для возбуждения ВКР нанокомпозитов на основе синтетических опаловых матриц диоксида кремния, инфильтрованных комбинационно активными жидкостями с показателем преломления больше, чем у кварца, существенно повышает эффективность преобразования возбуждающего излучения в рассеянное (ВКР) по сравнению с не наноструктурированной жидкостью.

Расходимость пучка ВКР при этом близка к расходимости пучка возбуждающего излучения (данная расходимость характерна для экспериментов по возбуждению ВКР в относительно тонких слоях активной среды или для случая, когда контраст показателя преломления порядка 1). Порог возбуждения наблюдаемого в опаловых нанокомпозитах.

ВКР оценивается как ~ 0, ГВт/см2, что соответствует снижению порога возбуждения не меньше, чем в 20 раз по отношению к образцу чистой жидкости.

Т.о. эффективная генерация ВКР реализуется даже при относительно малой концентрации комбинационно активной жидкости (инфильтрация до 22% объема образца), что позволяет наблюдать ВКР в существенно меньших объемах нелинейной среды по сравнению с чистой жидкостью.

3) Условием эффективной генерации ВКР во всех исследованных образцах является расположение частоты возбуждающего лазерного излучения в окрестности высокочастотного края ФЗЗ синтетического опала, а частоты первой стоксовой компоненты — вблизи низкочастотного края (см. Табл.3.2). В этом случае длина волны, соответствующая центру ФЗЗ располагается между величинами длин волн лазерного излучения и первой стоксовой компоненты ВКР.

Т.о. эффективная генерация ВКР, реализованная в экспериментах, обусловлена свойствами определенной ФЗЗ. Положение ФЗЗ можно контролировать путем выбора образца синтетического опала с соответствующим диаметром формирующих его глобул.

II В работе впервые был реализован режим вынужденного рассеяния света в ФК, обусловленный морфологическими особенностями структуры. Данное рассеяние, обусловленного взаимодействием мощного лазерного излучения с собственными акустическими колебаниями глобул, составляющих исследуемые образцы, и наблюдающееся как в прямом, так и в обратном направлениях, было названо вынужденным глобулярным рассеянием (ВГР).

1) В результате рассеяния излучения мощного твердотельного лазера на объёмных синтетических опалах и опалах, инфильтрованных различными молекулярными жидкостями, возникает вынужденное рассеяние (ВГР), состоящее в возникновении одной или двух узких стоксовых компонент, сдвинутых относительно частоты возбуждающего излучения на десятые доли обратных см.

2) Частотный диапазон данного возбуждения определяется как акустическими характеристиками сред, используемых для заполнения образцов, так и геометрическими размерами наноглобул, формирующих опаловые матрицы (см. Табл.4.2).

Частотные сдвиги наблюдаемого ВГР относительно частот возбуждающего излучения качественно соответствуют частотам собственных колебаний глобул аморфного кварца (диоксида кремния, БЮ2), из которых построен глобулярный ФК (синтетический опал).

Поскольку с изменением размера наносфер изменяется плотность образцов, то, возможно, именно плотность в значительной степени определяет особенности распространения звука и наблюдаемые зависимости частот от размера наносфер.

3) Частотные сдвиги компонент ВГР при различных температурах, для различных геометрий рассеяния и режимов возбуждения отличаются от частотных сдвигов соответствующих компонент ВРМБ в используемых молекулярных жидкостях (см. Табл.4.1).

4) Во всех исследованных образцах наблюдалось ВГР назад с высокой эффективностью преобразования (максимальный коэффициент преобразования достигает 60%).

Существенному повышению эффективности преобразования волны накачки в рассеянную волну и понижению порога ВГР способствовало заполнение опаловой матрицы молекулярными жидкостями и охлаждение образцов до температуры жидкого азота.

Такое высокое значение коэффициента преобразования волны накачки в рассеянную волну ВГР говорит о большой интенсивности гиперзвукового возбуждения среды. Оценка верхнего предела интенсивности, используя соотношение Мэнли-Роу, для звука порядка 10 ГГц даёт коэффициент преобразования 10″ 4.

Высокая эффективность преобразования ВГР позволяет сделать предположение, что одной из причин эффективного усиления ВКР, наблюдаемого в опалах, инфильтрованных комбинационно активными жидкостями, могло стать возбуждаемое ВГР, распространяющееся в обратном направлении.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.П., Спонтанное излучение в периодической структуре // ЖЭТФ. -1972. -т.62. -вып.2. с.505−513
  2. Е. Yablonovitch, Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics // Phys. Rev. Lett. -1987. -Vol.58, -pp.2059−2062
  3. S. John, Strong Localization of Photons in Certain Disordered Dielectric Superlattices // Phys. Rev. Lett. -1987. Vol.58, -pp.2486−2489
  4. E. Yablonovitch, T.J. Gmitter, K.M. Leung. Photonic band structure: The face-centered-cubic case employing nonspherical atoms // Phys. Rev. Lett. -1991. -Vol.67, -pp.2295−2298
  5. Sakoda K., Optical Properties of Photonic Crystals // -2nd ed (Berlin: Springer). -2005. Sakoda K., Optical Properties of Photonic Crystals // -2nd ed (Berlin: Springer). -2005. -223 p.
  6. Soukoulis С. M., Photonic Band Gap Materials // Dordrecht: Kluwer-Academic Publishers, -ed. 1996. -271 p.
  7. Busch K., Lokes S., Wehrspohn, R.B., Foil, H., Photonic Crystals, Advansed in Design, Fabrication and Characterization // New York: Wiley/VCH, Weinheim. -ed.2004
  8. Joannopoulos J.D., Meade R.D. and Winn J.N., Photonic Crystals // Princeton, NJ: Princeton University Press. -1995
  9. Bowden C.M., Dowling J.P. and Everitt N.O. (ed.), Development and applications of materials exhibiting Photonic Band Gaps // J. Opt. Soc. Am. В -1993. -10. -pp.279−413
  10. Kurizki G. and Haus J.W., Photonic band gap structures. // J. Mod. Opt. -ed. 1994.-Vol.41.-pp. 171−404
  11. Bertolotti M., Bowden С. M. and Sibilia C., Nanoscale Linear and Nonlinear Optics // New York: AIP conference proceedings, -ed.2001. -Vol.560
  12. Florescu L., Busch K. and John S., Spatially Inhomogeneous Gain Modification in Photonic Crystals // J. Opt. Soc. Am. B. -2002. -Vol.19. -p.2215
  13. M., Вольф Э., Основы оптики // 2-е изд. -М.: Наука. -1973. 720 е.: ил.
  14. Burstein Е., Weisbuch С., Confined Electrons and Photons // New Physics and Applications. -1995. -Plenum Press, N.Y.
  15. Joannopoulos J.D., Villeneuve P.R., Fan S. Photonic crystals: putting a new twist on light // Nature. -1997. -Vol.386, -pp.143−149
  16. Lupu A., Carenco A., Win P., Sik H., Boulet, P., Carre, M., Slempkes, S. Spectral response apodization of Bragg-like optical filters with anovel grating chirp design // OFC/IOOC apos. -1999. -Vol.2, -pp.271−273
  17. Bertolotti M., Wave interactions in photonic band structures: an overview // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2006. -Vol.8, -pp.9−32
  18. Loudon R., The Quantum Theory of Light // Oxford: Oxford University Press, -2000. -448 p. -ISBN 0−19−851 155−8.
  19. Gabrielse G. and Dehmelt H., Observation of inhibited spontaneous emission // Phys. Rev. Lett. -1985. -Vol.55, -p.67
  20. Busch K. and John S., Photonic band gap formation in certain selforganizing systems // Phys. Rev. E. -1998. -Vol.58, -pp.3896−3908
  21. Lodahl P., von Diel A.F., Nikolaev I.S., Irman A., Overgaag K., Vanmalkelberg D. and Vos W., Controlling the dynamics of spontaneous emission from quantum dots by photonic crystals //Nature. -2004. -Vol.430. -pp.654−657
  22. Nikolaev I. S., Lodahl P. and Vos W. L., Quantitative analysis of directional spontaneous emission spectra from light sources in photonic crystals // Phys. Rev. A. -2005. -Vol.71, -p.53 813
  23. De Martini, F., et al., Spontaneous and stimulated emission in the thresholdless microlaser // J. Opt. Soc. Am. B. -1993. -Vol.10, -p.360
  24. Gourley, P. L., Wendt, J. R., Vawter, G. A., Brennan, Т. M. and Hammons, В. E. Optical Properties of Two-Dimentional Photonic Lattices Fabricated as Honeycomb Nanostructures in Compaund Semiconductures // Appl. Phys. Lett. -1994. -Vol.64, -pp.687−689
  25. Brown E.R., Parker C.D. and Yablonovitch E.J., Radiation properties of a planar antenna on a photonic-crystal substrate // J. Opt. Soc. Am. B. -1993. -Vol.10.-p.404
  26. Kosaka H., Kawashima Т., Tomita A. et al. Superprism phenomena in photonic crystals: Toward microscale lightwave circuits // J. Lightwave Technology. -1999. -Vol.17, -pp.2032−2038
  27. Kosaka H., Kawashima Т., Tomita A. et al. Self-collimating phenomena in photonic crystals // Appl. Phys. Lett. -1999. -Vol.74, -pp. 1212−1214
  28. K.Busch, N. Vats, S. John, and B.C.Sanders, Radiating dipoles in photonic crystals // Phys. Rev. E. -2000. -Vol.62, -pp.4251−4260
  29. Londergan J.T., Carini J.P., Murdock D.P., Binding and Scattering in Two-Dimensional Systems: Application to Quantum Wires, Waveguides and Photonic Crystals // Lect. Note in Phys., Springer-Verlag, New York. -1999. -Vol. 60
  30. B.H., Павлова T.M. Трехмерные кластерные решетки // ФТП. -1995. -Vol.29. -Issue 5−6. -р.826
  31. В.Г., Богомолов В. Н., Журавлёв В.В, Кумзеров Ю. А., Петрановский В. П., Романов С. Г., Самойлович JI.A., Трехмерные сверхрешетки в матрицах опалов // Кристаллография. -1993. -Vol.38. -Issue 3.-pp.111−120
  32. Wijnhoven J.E.G.J, W.L. Vos, Preparation of photonic crystals made of air spheres in titania // Science. -1998. -Vol.28, -pp.802−804
  33. B.C., Оптика глобулярных фотонных кристаллов //-М.:ФИАН. -2006.-67 с.: ил.
  34. Kuok М. Н, Lim H.S., Ng S.C., Liu N. N, and Wang Z. K, Brillouine Study of the Quantization of Acoustic Modes in Nanospheres // Phys. Rev. Lett. -2003. -Vol.90, -p.255 502
  35. Tanaka A, Onari S, and Arai T, Low-frequency Raman scattering from CdS microcrystals embedded in a germanium dioxide glass matrix // Phys. Rev. B.-1993.-Vol.47.-p. 1237
  36. Fujii M, Kanzaea Y, Hayashi S, and Yamamoto K, Raman scattering from acoustic phonons confined in Si nanocrystals // Phys. Rev. B. -1996. -Vol.54. -p.R8373
  37. Duval E, Boukenter A, and Champagnon B, Vibration Eigenmodes and Size of Microcrystallites in Glass: Observation by Very-Low- Frequency Raman Scattering // Phys. Rev. Lett. -1986. -Vol.56, -p.2052
  38. Ikezava M, Okuno T, Masumoto Y, and Lipovskii A. A, Complementary detection of confined acoustic phonons in quantum dots by coherent phonon measurement and Raman scattering // Phys. Rev. B. -2000. -Vol.64. —p.201 315
  39. Verna P, Cordts W, Irmer G, and Monecke J. Acoustic vibrations of semiconductor nanocrystals in doped glasses // Phys. Rev. B. -1999. -Vol.60. -p.5778
  40. Saviot L, Champagnon B, Duval E, Kudriavtsev I. A, and Ekimov A.I. Size dependence of acoustic and optical vibrational modes of CdSe nanocrystals in glasses // J. Non-Cryst. Solids. -1996. -Vol.197, -p.238
  41. Denisov E.P., Karpov S.V., Kolobkova E.V., Novikov B.V., Suslikov A.I., Fedorov D.L. and Yastrebova M.A. Specific features in low-frequency vibrations of nanocrystals in fluorophosphate glassy matrices // Phys. Solid. State. -1999. -Vol.41, -p. 1194
  42. Roy A., and Sood A.K. Growth of CdSxSel-x nanoparticles in glass matrix by isochronal thermal annealing: Confined acoustic phonons and optical absorption studies // Solid State Commun. -1995. -Vol.97, -p.97
  43. Deiguez A., Romano-Rodriguez A., Vila A., and Morante J.R. The complete Raman spectrum of nanometric Sn02 particles // J. Appl. Phys. -2000. -Vol.90.-p. 1550
  44. Nandakumar P., Vijayan C., Rajalakshmi M., Arora A.K., and Y.V.G.S. Murti, Raman spectra of CdS nanocrystals in Nafion: longitudinal optical and confined acoustic phonon modes // -Physica E (Amsterdam). -2001. -Vol.11. -Issue 4. -pp.377−383
  45. Bertolotti M, Bowden C M, Sibilia C (Eds) Nanoscale Linear and Nonlinear Optics //AIP Conf. Proc. (Melville, NY: AIP). -2001. -Vol. 560
  46. Yablonovitch E. Photonic band-gap crystals // J.Phys.: Condens.Matter. -1993. -5. -Vol.16, -p.2443
  47. Maxwell Garnett J.C., Colours in Metal Glasses and in Metallic Films // Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. -1904. -Vol.203. -pp.(359−371) 385−420
  48. Maxwell Garnett J.C., Colours in Metal Glasses, in Metallic Films, and in Metallic Solutions // II Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. -1906. -Vol.205. -pp. (387 401) 237−288
  49. Rouard P. and Messen A. Optical Properties of Thin Metal Films // Progress in Optics, -ed. Wolf E. (Amsterdam: North-Holland). -1977. -Vol.XV. -Issue 77.-p. 137
  50. Nan C.W. Physics of inhomogeneous inorganic materials // Prog. Mater. Sci. -1997. -Vol.37, -pp.1−116
  51. Flytzanis C, Hache F., Klein C, Ricard D. and Roussignol P, Nonlinear optics in composite materials // in: Progress in Optics XXIX. -edited by E. Wolf (Elsevier Science Publishers B.V.). -1991. -pp.321−411
  52. Gupta S.D. Nonlinear optics of stratified media // in: Progress in Optics XXXVIII. (Elsevier Science Publishers B.V.). -1998. -pp. 1−84
  53. Roustagi K.C. and Flytzanis C. Optical nonlinearities in semiconductor-doped glasses // Optics Letters. -1984. -Vol. 9. -Issue 8. -pp.344−346
  54. Ricard D, Roussignol P. and Flytzanis C. Surface-mediated enhancement of optical phase conjugation in metal colloids // Opt. Lett. -1985. -Vol.12. -pp.511−513
  55. Roussignol P, Ricard D, Lakasik J. and Flytzanis C, New results on optical phase conjugation in semiconductor-doped glasses // J. Opt. Soc. Am. B. -1987. -Vol.4. -Issue 1. -pp.5−13
  56. Boyd R.W. and Sipe J.E. Nonlinear susceptibility of composite optical materials in the Maxwell Garnett model // Phys. Rev. A. -1992. -Vol.46. -pp.1614−1629
  57. Robert W. Boyd and J. E. Sipe. Nonlinear optical susceptibilities of layered composite materials // J. Opt. Soc. Am. B. -1994. -Vol.11. -Issue 2. pp.297−303
  58. Zheltikov A. Nanoscale nonlinear optics in photonic-crystal fibres // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. -2006. -V.8(4). -pp.47−72
  59. Olbright G.R. and Peyghambarian N. Interferometric measurement of the nonlinear index of refraction r2, of CdSxSei. x-doped glasses // Appl. Phys. Lett. -1986.-Vol.48.-pp.1184−1187
  60. Fukaya N, Ohsaki D, Baba T, Two-dimensional photonic crystal waveguides with 60 bends in a thin slab structure // Jpn. J. Appl. Phys. -2000 -Vol.39.-p.2619
  61. Mattei G, Marucci A, Yakovlev V.A. and Pagannone, Porous silicon optical filters or application to laser technology // Laser Phys. -1998. -V.8.1. No.3 -pp.755−758
  62. Simonneau C., Debray J. P., Harmand J.C., Vidokovic P., Lovering D.J. and Levenson, Second-harmonic generation in a doubly resonant semiconductor microcavity // J.A. Opt. Lett. -1997. -Vol.22. -Issue 23. -pp.1775−1777
  63. Trull J., Vilaseca R., Martorell J. and Corbalan R., Second-harmonic generation in local modes of a truncated periodic structure // Opt. Lett. -1995. -Vol.20. -Issue 17. -pp. 1746−1748
  64. Painter G, Lee R K, Scherer A, Yariv A, O’Brien J .D., Dapkus P.D. and Kim I., Two-dimensional photonic band-gap defect mode laser // Science. -1999. -Vol.284. -No.5421. -pp. 1819−1821
  65. P.Borri, S. Schneider, W. Langbein and D. Bimberg, Ultrafast carrier dynamics in InGaAs quantum dot materials and devices // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. -2006. -Vol.8. -No.4. -pp.33−46
  66. Koenderink A., Johnson P.M., Galisteo Lopez J.F. and Vos W. Three-dimensional photonic crystal as a cage for light // C. R. Physique. -2002. -Vol.3.-p.67−77
  67. Galisteo Lopez J.F., Palacios-Lidon E., Castillo-Martinez E. and Lopez C. Optical study of the pseudogap in thickness and orientation controlled artificial opals // Phys. Rev. B. -2003. -Vol.68, -p. 115 109
  68. Koenderink A.F. and Vos W., Light exiting real photonic band gap crystals is diffuse and strongly directional // Phys. Rev. Lett. -2003. -Vol.91. -213 902. -pp. 1−4
  69. Michier P. et al., A Quantum Dot Single-Photon Turnstile Device // Science. -2000. -Vol.290. -No.5500. -pp.2282−2285
  70. Moreau E., Robert, I, Gerard, J. M, Abram, I, Manin, I, Thierry-Mieg, V, Single-mode solid-state single photon source based on isolated quantum dots in pillar microcavities // Appl. Phys. Lett. -2001. -Vol.79, -pp.2865−2867
  71. C. Santori, D. Fattal, J. Vuckovic, G. S. Solomon, and Y. Yamamoto, Indistinguishable photons from a single-photon device // Nature. -2002. -Vol.419.-p.594
  72. C. Santori, M. Pelton, G. Solomon, Y. Dale, Quantum efficency of a single quantum dot-semiconductor microcavity system // Nature. -2004. -Vol.432. -p.197
  73. Martorell J, Vilaseca R. and Corbalan R, Second harmonic generation in a photonic crystal // Appl. Phys. Lett. -1997. -Vol.70, -pp.702−704
  74. Zheludev N.I. and Emel’yanov V. I, Phase matched second harmonic generation from nanostructured metallic surfaces // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. -2004. -Vol.6, -pp.26−28
  75. Chen W. and Mills D.L. Optical response of a nonlinear dielectric film // Phys. Rev. B. -1987. -Vol.35, -pp.524−532
  76. Pereira S., Chak P. and Sipe J.E., Gap-soliton switching in short microresonator structures // J. Opt. Soc. Am. B. -2002. -Vol.19. -Issue 9. -pp.2191−2202
  77. Tkeshelashvili L., Pereira S. and Busch K., General theory of nonresonant wave interaction: Giant soliton shift in photonic band gap materials // Europhys. Lett. -2004. -Vol.68, -pp.205−211
  78. Sipe J. E .and Winful H.G. Nonlinear Schrodinger solitons in a periodic structure // Opt. Lett. -1988. -Vol.13. -Issue 2. -pp. 132−133
  79. Haus J.W., Soon B.Y., Scalora M., Sibilia C. and Zheltikov A., Spatiotemporal instabilities for counter-propagating waves in periodic media // Opt. Express. -2002. -Vol.10, -pp.114−121
  80. Dolgova T.V., Maidykovskii A.I., Martemyanov M.G., Fedyanin A.A. and Aktsipetrov O.A., Giant third harmonic in porous silicon photonic crystals and microcavities // JETP Lett. -2002. -Vol.75, -pp.15−19
  81. Klepper D., Inhibited Spontaneous Emission // Phys. Rev. Lett. -1981. -Vol.47, -pp.233−236
  82. Settimi A., Severini S., Centini M., Sibilia C., Bertolotti M., Napoli A. and Messina A., Coherent control of stimulated emission inside one-dimensionalphotonic crystals // Phys. Rev. E. -2005. -Vol.71. -Issue 6. -p.66 606
  83. Gaponenko S. V, Photon density of states effects on Raman scattering in mesoscopic structures // Phys. Rev. B. -2002. -Vol.65, -p. 140 303
  84. Sakoda K, Enhanced light amplification due to group-velocity anomaly peculiar to two- and three-dimensional photonic crystals // Opt. Express. -1999. -Issue 4. -pp. 167−176
  85. Purcell E. M, Spontaneous emission probabilities at radio frequencies // Phys. Rev. -1946. -Vol.69, -p.681
  86. John S, Strong localization of photons in certain disordered dielectric superlattices // Phys. Rev. Lett. -1987. -Vol.58, -pp.2486−2489
  87. Yablonovitch E. and Gmitter T. J, Photonic band structure: The face-centered-cubic case // Phys. Rev. Lett. -1989. -Vol.63. -Issue 18. -pp.1950
  88. Severini S, Settimi A, Sibilia C, Bertolotti M, Napoli A. and Menna A, Second quantization and atomic spontaneous emission inside one-dimensional photonic crystals via a quasinormal-modes approach // Phys. Rev. E. -2004. -Vol.70, -p.56 614
  89. Bendickson J. M, Dowling J.P. and Scalora M, Analytic expressions for the electromagnetic mode density in finite, one-dimensional, photonic band-gap structures // Phys. Rev. E. -1996. -Vol.53, -pp.4107−4121
  90. Ogawa S, Imada M, Yoshimoto S, Okano M. and Noda S, Control of light emission by 3D photonic crystals // Science. -2004. -Vol.305, -pp.227−229
  91. Lodahl P. et al. Controlling the dynamics of spontaneous emission from quantum dots by photonic crystals //Nature. -2004. -Vol.430, -p.654
  92. Goy P, Raimond J. M, Gross M. and Haroche S. Observation of cavity-enhanced single-atom spontaneous emission // Phys. Rev. Lett. -1983. -Vol.50, -pp. 1903−1906
  93. Brown E.R. and McMahon O. B, High zenithal directivity from a dipole antenna on a photonic crystal // Appl. Phys. Lett. -1996. -Vol.68, -pp. 13 001 302
  94. Andrew P. and Barnes L., Forster energy transfer in an optical microcavity // Science. -2000. -Vol.290, -pp.785−788
  95. John S. and Wang J., Quantum optics of localized light in a photonic band gap // Phys. Rev. B. -1991. -Vol.43, -pp. 12 772−12 789
  96. Sprik R., Von Tiggelen B.A. and Lagendijk A., Optical emission in periodic dielectrics// Europhys.Lett. -1996. -Vol.3 5(4). -pp.265−270
  97. Nihei H. and Okamoto A., Spontaneous emission from a three-level atom embedded in anisotropic photonic band gap structures // J. Mod. Opt. -2004. -Vol.51. -Issue 13. -pp. 1983−1998
  98. Blanco A., Lopez C., Mayoral R., Miguez H., Meseguer F., Mifsud A. and Herrero J., CdS Photoluminescence Inhibition by a Photonic Structure // Appl. Phys, Lett. -1998. -Vol.73, -p.1781−1783
  99. Megens M., Wijnhoven J.E., Lagendijk A. and Vos W., Light sources inside photonic crystals // J. Opt. Soc. Am. B. -1999. -Vol.16, -pp.1403−1408
  100. Vlasov Y.A., Deutsch M. andNorris D.J., Single-domain spectroscopy of self-assembled photonic crystals // Appl. Phys. Lett. -2000. -Vol.76, -p. 1627
  101. Schriemer H.P., van Driel H.M., Koenderink A. and Vos W., Modified spontaneous emission spectra of laser dye in inverse opal photonic crystals // Phys. Rev. A. -2001. -Vol.63. -1−4. -p.11 801
  102. Lin Y., Zhang J., Sargent E.H. and Kumacheva E., Photonic pseudo-gap-based modification of photoluminescence around polymer microspheres in a photonic crystal // Appl. Phys. Lett. -2002. -Vol.81, -pp.3134−3136
  103. Koenderink A.F., Lagendijk A. and Vos W., Optical extinction due to intrinsic structural variations of photonic crystals // Phys. Rev. B. -2005. -Vol.72, -pp.153 102−153 106
  104. Hoenders B.J. and Bertolotti M, Coherence theory of electromagnetic wave propagation through stratified N-layer media // J. Opt. Soc. Am. A. -2005. -Vol.22.-p. 1143
  105. Sinitskii A, Abramova V, Laptinskaya T, Tretyakov Yu. D, Domain mapping of inverse photonic crystals by laser diffraction // Physics Letters A, -2007. -Vol.366, -pp.516−522
  106. Sinitskii A. S, Knot’ko A. V, Tretyakov Yu.D. Silica photonic crystals: synthesis and optical properties // Solid State Ionics. -2004. -Vol.172, -pp.477 479
  107. Blance A, et al. Large-scale synthesis of a silicon photonic crystal with a complete three-dimensional bandgap near 1.5 micrometres // Nature. -2000. -Vol.405, -pp.437
  108. Yang S.M. and Ozin G. A, Opal chips: vectorial growth of colloidal crystal patterns inside silicon wafers // Chemical Communications. -2000. -Vol.24, -pp.2507−2508
  109. Stein A, Sphere Templating Methods for Periodic Porous Solids // Microporous and Mesoporous Materials. -2001. -Vol.44−45. -pp.227−239
  110. Sotomayor Torres С. М, Zankovych S, Seekamp J. et al. Nanoimprint lithography: an alternative nanofabrication approach // Materials Science and Engineering. -2003. -Vol.23, -pp.23−31
  111. Lin S. J, Fleming J. G, Hetherington D. L, Smith B. K, Biswas R, Ho K. M, Sigalas M. M, Zubrzycki W, Kurtz S. R, Bur J, A three-dimensional photonic crystal operating at infrared wavelengths // Nature. -1998. -Vol.6690. -pp.251−253
  112. Johnson N.P., McComb D.W., Richel A., Treble B.M., De La Rue R.M., Synthesis and optical properties of opal and inverse opal photonic crystals // Synthetic Metals. -2001. -Vol.116. -No.l. -pp.469−473
  113. Toader O. and John S., Proposed Square Spiral Microfabrication Architecture for Large Three-Dimensional Photonic Band Gap Crystals // Science.-2001.-Vol.292.-No.5519. -pp.1133−1135
  114. А.С., Кнотько A.B., Третьяков Ю. Д., Особенности синтеза фотонных кристаллов методом самоорганизации коллоидных микрочастиц // Неорганические материалы. -15/11/2005. -т.41. -№ 11. -с.1336−1342
  115. Sinitskii A.S., Klimonsky S.O., Garshev A.V., Primenko A.E., Tretyakov Yu.D. Synthesis and microstructure of silica photonic crystals // Mendeleev Communications. -2004. -Vol. 14(4). -pp. 165−167
  116. Stober W., Fink A., Bohn E., J. Controlled Growth of Monodisperse Silica Spheres in. Micron Size Range // Colloid Interface Sci. -1968. -Vol.26, -pp.6269
  117. R., Requena J., Moya J.S., Lopez C., Cintas A., Miguez H., 3-D long-range ordering in an Si02 submicrometer-sphere sintered superstructure // Adv. Mater. -1997. -Vol.9, -p.257
  118. M.Dongbin, L. Hongguang, C. Bingying, L. Zhaolin, Z. Daozhong, D. Peng, Visible and near-infrared silica colloidal crystals and photonic gaps // Phys. Rev. B. -1998. -Vol.58, -pp.35−38
  119. Sacks M.D., Tseng T.-Y., Preparation of Si02 Glass from Model Powder Compacts 1. Formation and Characterization of Powders, Suspensions, and Green Compacts // J. Am. Ceram. Soc. -1984. -Vol.67(8). -pp.526−532
  120. A. van Blaaderen, Ruel R, Wiltzius P, Template-Directed Colloidal Crystallization// Nature.-1997.-Vol.385, -pp.321−323
  121. Барышев A. B, Анкудинов A. B, Каплянский А. А, Кособукин В.A., Лимонов М. Ф, Самсуев К. Б, Усвят Д. Е, Оптическая характеризация синтетических опалов // ФТТ. -2002. -т.44. -вып.9. -с. 1573
  122. Li М, Zhang Р, Li J, Zhou J, Sinitskii A, Abramova V, Klimonsky S.O. and Tretyakov Y.D. Directional emission from rare earth ions in inverse photonic crystals // Applied Physics B. -2007. -Vol.89, -pp.251−255
  123. Sinitskii A, Neumeier S, Nelles J, Fischler M, Simon U. Ordered arrays of silicon pillars with controlled height and aspect ratio // Nanotechnology. -2007. -pp.305−307
  124. Bruce A. D, Wilding N. B, Ackland G.J. Free energies of crystalline solids: a lattice-switch Monte Carlo method // Phys. Rev. Lett. -1997. -Vol.79, -p. 16
  125. Woodcock L. V, Entropy difference between the face-centred cubic and hexagonal close-packed crystal structures // Nature. -1997. -Vol.385, -pp. 141 143
  126. M.Furuuchi, S. Mori, K. Gotoh, Sediment structure of fine silica spheres in an electrolyte solution // Powder Technol. -1994. -Vol.80. -Issue 2. -pp. 159 163
  127. Tsunekawa S, Barnakov Yu. A, Pobarchiis V. V, Samoilovia S. M, Kasuya A, Nishina Y, Characterization of precious opals: AFM and SEM observations, photonic band gap, and incorporation of CdS nano-particles // Microporous Mater. -1997. -Vol.8, -pp.275−282
  128. Sarychev A. K, Shalaev.V.N. Electrodynamics of Metamaterials // Word Scientific. -2007. -Vol.240
  129. М.И. Наноматериалы. III. Фотонные кристаллы и нанокомпозиты на основе опаловых матриц // Ред. М. И. Самойлович. -2007. -М.: ОАО ЦНИТИ «Техномаш». -с.303
  130. В.Н., Парфеньева Л. С., Прокофьев А. В., Смирнов И. А., Самойлович С. М., Ежовский А., Муха Я., Мисерек X., Фононное эхо в облученном кристаллическом кварце // ФТТ. -1995. -т.37. -вып. 11. -с.3407−3411
  131. В.Н., Прокофьев А. В., Шелых А. И. Оптико-структурный анализ фотонных кристаллов на основе опалов // ФТТ. -1998. -т.40. -вып.4. -рр 648−651
  132. Holland В.Т., Blanford C.F., Stein A., Synthesis of Macroporous Minerals with Highly Ordered Three-Dimensional Arrays of Spheroidal Voids // Science. -1998. -Vol.281. -No.537. -pp.538−540
  133. Zakhidov A.A., Baughman R.H., Iqdal Z., Cui C., I. Khayrullin, S. Dantas, J. Marti, V.G.Ralchenko, Carbon Structures with Three-Dimensional Periodicity at Optical Wavelengths // Science. -1998. -Vol.282. -No.5390. -pp.897−901
  134. G.Subramania, K. Constant, R. Biswas, M.M.Sigalas, K.M.Ho, Optical Photonic crystals fabricated from colloidal systems // Appl. Phys. Lett. -1998. -Vol.74, -p.3933
  135. S.G.Romanov, N.P.Johnson, R.M.De La Rue, Progress in Three-dimensional Photonic Bandgap Structures at Visible Wavelengths // Opt. Photonics News. -1997. -Vol.8(12). -pp.35−36
  136. S.G.Romanov, N.P.Johnson, A.V.Fokin, V.Y.Butko, H.M. Yates, M.E.Pemble, C.M.Sotomayor Torres, Enhancement of the photonic gap of opal-based three-dimensional gratings // Appl. Phys. Lett. -1997. -Vol.70, -p.2091
  137. Y.N.Xia, B. Gates, Y.D.Din, Y. Lu, Monodispersed colloidal spheres: old materials with new applications // Adv. Mat. -2000. -Vol.12. -No.10. -pp.693 713
  138. Vlasov Yu.A., Astratov V.N., Baryshev A.V., Kaplyanskii A.A., Karimov O.Z. and Limonov M. F, Manifestation of intrinsic defects in optical properties of self-organized opal photonic crystals // Phys. Rev. E. -2000. -Vol.61, pp.57 845 793
  139. S.H.Park, D. Qin and Y. Xia, Crystallization of Mesoscale Particles over Large Areas //Advanced Materials. -1998. -Vol.10, -pp. 1028−1032
  140. Yu.A.Vlasov, M.A.Kaliteevski, V.V.Nikolaev, Different regimes of light localization in a disordered photonic crystal // Phys. Rev. B. -1999. -Vol.60. -Issue 3. -pp. 1555−1562
  141. В.Н.Богомолов, Д. А. Курдюков, А. В. Прокофьев, С. М. Самойлович. Эффект фотонной запрещенной зоны в оптическом диапазоне твердотельных Si02 кластерных решетках опалах // Письма в ЖЭТФ. -1996. -т.63. -вып.7. -с.496−501
  142. М.В.Рыбин, К. Б. Самусев, М. Ф. Лимонов. Об уширении полос в спектрах пропускания синтетических опалов // ФТТ. -2008. -т.50. -вып.З
  143. C.Reichardt, Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry // Second, completely revised and enlarged edition. -VCH Publishers. -Weinheim. -1988
  144. H.Lamb, On the Vibrations of an Elastic Sphere // Proc. London Math. Soc.-1882.-Vol.13.-187p.
  145. В.И.Малышев, Введение в экспериментальную спектроскопию // -М.: Наука. -1979. -489 с.
  146. В.Н.Богомолов, А. В. Прокофьев, С. М. Самойлович, Прохождение света через среду с пространственно модулированным показателем преломления // ФТТ. -1996. -т.38. -вып.9. -с.2722−2728
  147. Л.И.Мандельштам, К вопросу о рассеянии света неоднородной средой // Журнал Русского физико-химического общества. Часть физическая.-М.: Л.: Госиздат, 1926.-т.58.-с.381−386
  148. М.М.Сущинский, Вынужденное рассеяние света // -М.: Наука. -1985. -176 с.
  149. Г. Рэлеевское рассеяние и Раман эффект // Пер. с нем. Киев-Харьков: ОНТИУ, -1935. -172 с
  150. Зубов В. А, Перегудов Г. В, Сущинский М. М. и др. Наблюдение ВКР в кристаллических порошках // Письма в ЖЭТФ. -1967. -т.5, -с.188−189
  151. Lucia Florescu and Xiang Zhang, Semiclassical model of stimulated Raman scattering in photonic crystals // Phys. Rev. E. -2005. -Vol.72. -p.16 611
  152. S.Burikov, T. Dolenko, V. Fadeev, A.Sugonyaev. New opportunities in the determination of inorganic compounds in water by the method of laser Raman spectroscopy // Laser Physics. -2005. -Vol.15. -No.8. -pp. 1−5
  153. Q.Du, R. Superfine, E. Freysz, Y.R.Shen, Vibrational spectroscopy of water at the vapor/water interface // Phys. Rev. Lett. -1993. -Vol.70, -p.2313
  154. A.Bunkin, S. Pershin Study of cluster molecular structures in various types of liqiud waters using spontaneous Raman spectroscopy // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. Vibr. -1997. -Vol.61. -Issue 3. -pp. 158−163
  155. G.M.Gale et. al. Femtosecond dynamics of hydrogen bonds in liquid water- a real time study // Phys. Rev. Lett. -1999. -Vol.82(5). -p. 1068
  156. N.P.Romanov, V.S.Shuklen, Raman scattering cross-section of liquid water// Opt. Spectrosc, -1975. -Vol.38(6). -p.646
  157. J.S.Bartlett, K.J.Voss, S. Sathyendranath, A. Vodacek, Raman scattering by pure water and sea water // Appl. Opt. -1998. -Vol.37(15). -p.3324
  158. S.Burikov, S. Dolenko, T, Dolenko, S. Patsaeva, V.Yuzhakov. Decomposition of water Raman stretching band with a combination of optimization methods // Molecular Physics. -2010. -Vol.108. -No.6. -p.739−747
  159. O.Rahn, M. Maier, W. Kaiser, Stimulated Raman vibrational and Brillouin scattering in water // Opt. Comm. -1969. -Vol.1, -p. 109
  160. V.I.Bespalov, Yu.K.Kerevkin, G.A.Pasmanik, Stimulated Raman scattering of ultrashot pulses in water // Opt. Spectrosc. -1975. -Vol.3 8(6). -p.643
  161. V.S.Gorelik, A.D.Kudryavtseva, N.V.Tcherniega, Stimulated Raman scattering in three dimentional photonic crystals // JRLR. -2008. -Vol.29. -No.6
  162. G.Herzberg, Molecular Spectra and Molcular Structure // -1st ed., -Vol.2. -D. Van Nostrand Comp., Princeton (reprinted), -1966. -80 p.
  163. M.J.Coles, G.E.Walrafen, K.W.Wecht, Stimulated Raman spectra from H20, D20, HDO, and solutions of NaC104 in H20 and D20 // Chem. Phys. Lett. -1970. -Vol.4. -Issue 10. -pp.621−624
  164. M.Sceats, S.A.Rice, J.E.Butler, The SRS spectrum of water and its relationship to liquid structure // J. Chem. Phys. -1975. -Vol.63(12). -p.5390
  165. G.E.Walrafen, Comment on SRS from water // J. Chem. Phys. -1976. -Vol.64(6). -p.2700
  166. N.V.Tcherniega, A.I.Sokolovskaya, A.D.Kudryavtseva, R. Barille, G. Rivoire. Backward stimulated Raman scattering in water // Optics Communications. -2000. -Vol.181, -pp. 197−205
  167. A.D. Kudryavtseva, A.N. Baranov, A.I. Sokolovskaya, N.V. Tcherniega, R. Barille, G. Rivoire, Backward stimulated Raman scattering in water and water solutions // Proc SPIE. -2000. -Vol.4199, -pp.59−66
  168. Dahe Liu, Jinwei Shi, Min Ouyang, Xudong Chen, Juan Liu, Xingdao He, Pumping effect of stimulated Brillouin scattering on stimulated Raman scattering in water // Phys. Rev. A. -2009. -Vol.80, -p.33 808
  169. A.D.Kudryavtseva, N.V.Tcherniega, Spatial, spectral and temporal characteristics of the stimulated scattering of light in water // J. of Russian Laser Research. -2002. -Vol.23. -No.3. -pp.288−297
  170. V.A.Babenko, A.A.Sychev, Four-photon parametric light scattering of ultrashort laser pulses in water in case of weak self-phase modulation //
  171. Quantum Electron. -2009. -Vol.39(10). -pp.938−942
  172. Chris Xu, Jason B. Shear, and Watt W. Web., Hyper-Rayleigh and Hyper-Raman Scattering Background of Liquid Water in Two-Photon Excited Fluorescence Detection // Anal. Chem. -1997. Vol.69, -pp.1285−1287
  173. W.Cheng, J.J.Wang, et al., The spectrum of vibration modes in soft opals //J. Chem. Phys. -2005. -Vol.123, -p. 121 104
  174. Montagna M., Brillouin and Raman scattering from the acoustic vibrations of spherical particles with a size comparable to the wavelength of the light // Phys. Rev. B. -2008. -Vol.77, -p.45 418
  175. А.Н.Тихонов, А. А. Самарский, Уравнения математической физики // 5-е изд. -М.: Наука. -1977. -735 с.
  176. Zhen Ye. On the Low Frequency Elastic Response of a Spherical Particle // Chinese Journal of Physics. -2000. -Vol.38. -No.2−1.
  177. A.Tamura, K. Higeta and T. Ichinokawa, Lattice vibrations and specific heat of a small particle // J. Phys. C: Solid State Phys. -1982. -Vol.15. -pp.4975−499
  178. Lee, Iterative perturbation scheme for morphology-dependent resonances in dielectric spheres // J. Opt. Soc. Am. A. -1998. -Vol.15, -No.5. -p.1383
  179. Л.Д.Ландау, Е. М. Лившиц, Теоретическая физика // 4-е изд-е -М.: Наука, -т.VII. -368 с.
  180. S.I.Bastrukov, Low-elastic response of a spherical particle // Phys. Rev. E. -1994. -Vol.49, -pp.3166−3171
  181. A. E. H. Love, A Treatise on the Mathematical Theory of Elasticity // -Dover, New York. -1944
  182. B.A.Auld, Acoustic Fields and Waves in Solids // John Wiley & Sons, New York. -1973
  183. N.Nishiguchi and T. Sakuma, // Sol. Stat. Comm. -1981. -Vol.38, -p.1073
  184. F.K.Graff, Wave Motion in Elastic Solid // Ohio University Press, Ohio. -1975.
  185. P.M.Morse and H. Feshbach, Method of Theoretical Physics // McGraw-Hill, Inc., New York. 1953
  186. Brillouin L, Diffusion of light and X-rays by a transparent homogeneous body // Ann. De physique. -1922. -Vol.17, -p.88
  187. Gross E. F, Change of wave-length of light due to elastic heat waves at scattering in liquids //Nature. -1930. -Vol.126 (201). -Issue 400, -p.603
  188. Landau L. D, Plachek G. Theory of the spectra of the diatomic molecules //Phys. Z. Sovjetunion. Bd. -1934. -Vol.5, -p.172
  189. Гинзбург B. JI, О рассеянии света в жидкостях // Изв. АН СССР. Сер. Физ.-1945.-Т.9. -с. 174
  190. Ландсберг Г. С, Явление Допплера-Физо и молекулярное движение // УФН. -1948. -т.36. -вып.284
  191. И.Л. Молекулярное рассеяние света. // -М.:Наука. -1965.-512 с.
  192. Фабелинский И. Л, Старунов B.C., Вынужденное рассеяние Манделыытама-Бриллюэна и вынужденное энтропийное (температурное) рассеяние света // УФН. -1969. -т.98. -вып.З
  193. И.Л. Спектры света молекулярного рассеяния и некоторые их применения // УФН. -1994. -т. 164. -No9. -р.897
  194. И. Л. Избранные труды // Под ред. В. Л. Гинзбурга. -М.: Физматлит. 2005. -т.1 (в 2 т.)
  195. Сущинский М. М, Комбинационное рассеяние света и строение вещества // -М.: Наука. -1981. -184 с.
  196. Сущинский М. М, Спектры комбинационного рассеяния молекул и кристаллов // —М.: Наука, -1969. 576 с.
  197. Волькенштейн М. В, Грибов Л. А, Ельяшевич М. А, Степанов Б. И. Колебания молекул // -М.: Наука. -1972. -700 с.
  198. H.S.Lim, M.H.Kuok, S.C.Ng, and Z.K.Wang, Brillouin Observation of Bulk and Confined Acoustic Waves in Silica Microspheres // Appl. Phys.Lett. -2004.-Vol.84.-p.4182
  199. R.S.Penciu, H. Kriegs, G. Petekidis, G. Fytas, and E.N.Economou, Phonons in Colloidal Systems // J. Chem. Phys. -2003. -Vol.118. -pp.5224−5240
  200. Phys. Rev. B. -2008. -Vol.77, -p.454 181. Благодарности
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?