Конверсия поверхностных плазмон-поляритонов в фотоны на границе проводящей плоскости
Диссертация
Для получения конкретных численных результатов из общей теории использовались асимптотические методы математической теории дифракции. В основном, эти методы базировались на хорошо разработанном методе перевала. Для определённости рассматривался клин с прямоугольным краем, для которого теория Малюжинца оказывается аналитически наиболее простой. Таким образом, развитие асимптотических методов… Читать ещё >
Содержание
- Актуальность проблемы
- Цели работы
- Научная новизна
- Научная и практическая значимость результатов
- Основные положения, защищаемые автором
- Достоверность результатов
- Личный вклад автора
- Публикации и апробация работы
- Структура и объём работы
- 1. Литературный обзор
- 2. Теория конверсии ППП в фотоны на ребре проводящего клина
- 2. 1. Электромагнитные характеристики ППП
- 2. 2. Дифракция поверхностных электромагнитных волн на клине
- 2. 3. Отражение и преломление поверхностных плазмон-поляритонов
- 2. 4. Поле в волновой зоне. Геометрооптическая компонента
- 2. 5. Диффузная компонента
- 3. Конверсия тепловых ППП в фотоны
- 3. 1. Физические основы экспериментального метода
- 3. 2. Двумерный Бозе-газ поверхностных плазмон-поляритонов
- 3. 3. Экспериментальное обнаружение конверсии тепловых поверхностных электромагнитных волн
- 3. 4. Результаты эксперимента и их обсуждение
- 4. Определения оптических констант с помощью конверсии ППП
- 4. 1. Недостатки существующих методов измерения
- 4. 2. Измерение поверхностного импеданса меди традиционным методом
- 4. 3. Анализ причин больших ошибок измерений
- Основые результаты
Список литературы
- Малюжинец, Г. Д. Возбуждение, отражение и излучение поверхностных волн на клине с заданными импеданцами граней / Г. Д. Малюжинец // ДАН СССР. — 1958. — Т. 121. — С. 436.
- Минаков, Д. Оптические свойства и способы исследования адсорбированных малоатомных частиц. — Канд. дисс. — 2008. — ВорГУ, Воронеж.
- Тепловое излучение при срыве поверхностной волны вблизи края медной пластины / Д. А. Минаков, В. Н. Селиванов, В. Б. Зон и др. // Конденсированные границы и межфазные границы. — 2006. — Т. 8, № 2. — С. 131−136.
- Zon, V. В. Reflection, refraction, and transformation into photons of surface plasmons on a metal wedge / V. B. Zon // J. Opt. Soc. Am. B. — 2007. — Vol. 24. Pp. 1960−1967.
- Zon, V. B. Surface plasmons on a right angle metal wedge / V. B. Zon //J. Opt. A: Pure Appl. Opt. Vol. 9. — Pp. S476-S480.
- Thermal radiation of two-dimensional bose-einstein gas of surface plasmons /
- A. N. Latyshev, D. A. Minakov, О. V. Ovchinnikov et al. //J. Opt. Soc. Am.
- B. 2009. — Vol. 26. — Pp. 397−399.
- Новый способ измерения поверхностного импеданса металлов в ИК области / В. Б. Зон, Б. А. Зон, В. Г. Клюев и др. // Оптика и спектроскопия. 2010. — Т. 108, № 4.
- Zon, V. В. Surface plasmon refraction, reflection and radiation at a right angled boundary / V. B. Zon // Photonics North 2006. — International Conference on Application of Photonic technology, Quebec, Qc, Canada: 2006.
- Zon, V. B. Reflection, refraction and transformation into photons of surface plasmons on metal wedge / V. B. Zon // Days on Diffraction. — St. Petersburg, Russia: 2007. — P. 12.
- Zon, V. B. Reflection, refraction and transformation into photons of surface plasmons on metal wedge / V. B. Zon // 13th International Conference on Solid Films and Surfaces. — San Carlos de Bariloche, Patagonia, Argentina: 2006. — P. 246.
- Zon, V. B. Surface plasmon refraction, reflection and radiation at a right-angled boundary / V. B. Zon // Coherent Control of the Fundamental Processes in Optics and X-ray-Optics. — Nizhny Novgorod Kazan — Nizhny Novgorod, Russia: 2006. — P. 42.
- Кролл, H. Основы физики плазмы / H. Кролл, А. Трайвелпис. — Москва: Мир, 1975.
- Zenneck, J. Breeding of even electromagnetic waves along an even conductingsurface and its relation to radiotelegraphy / J. Zenneck // Ann. d. Physik.— 1907. SEP. — Vol. 23, no. 10. — Pp. 846−866.
- Борн, M. Основы оптики / M. Борн, Э. Вольф. — Москва: Наука, 1973.
- Вайнштпейн, Л. А. Электромагнитные волны / JT. А. Вайнштейн.— Москва: Радио и связь, 1988. — С. 440.
- Sommerfeld, A. The broadening of the waves and the wireless telegraph / A. Sommerfeld // Ann. d. Phys. — 1909. — Vol. 28, no. 4. — Pp. 665−736.
- Sommerfeld, A. The dispersion of waves in wireless telegraphy / A. Sommerfeld // Ann. d. Phys. — 1926. — Vol. 81, no. 25. — Pp. 1135−1153.
- Hansen, P. Measurements of basic transmission loss for hf ground wave-propagation overseawater / P. Hansen // Radio Sci. — 1977. — Vol. 12, no. 3. — Pp. 397−404.
- Байбаков, В. И. Экспериментальное обнаружение поверхностных электромагнитных волн ценнека. / В. И. Байбаков, В. Н. Дацко, Ю. В. Ки-стович // УФН. — 1989. Т. 157, № 4. — С. 722−724.
- Electromagnetic surface modes. / Ed. by A. D. Boardman. — Wiley, 1982.
- Поверхностные поляритоны: Электромагнитные волны на поверхностях и границах раздела сред / Под ред. В. М. Агранович, Д. JI. Миллс. Современные проблемы науки о конденсированных средах. — Москва: Наука, 1985.—С. 528.
- Barnes, W. Surface plasmon subwavelength optics / W. Barnes, A. Dereux, T. Ebbesen // Nature. 2003.-AUG 14, — Vol. 424, no. 6950.- Pp. 824 830.
- Maier, S. A. Plasmonics: fundamentals and applications / S. A. Maier. — Springer, 2007. P. 223.
- Surface Plasmon Nanophotonics / Ed. by M. L. Brongersma, P. G. Kik. — Springer, 2007. — Vol. 131 of Springer Series in Optical Sciences. — P. 271.
- Малюжинец, Г. Д. Некоторые обобщения метода отражений в теории дифракции синусоидальных волн. — Докт. дисс. — 1950. — ФИАН, М.
- Старовойтова, Р. П. Дифракция поверхностной волны на изломе импе-дансной плоскости / Р. П. Старовойтова, М. С. Бобровников, В. Н. Кис-лицина // Радиотехника и электроника. — 1962. — Т. 2.
- Тренев, Н. Г. Дифракция поверхностных электромагнитных волн на им-педансной ступеньке / Н. Г. Тренев // Радиотехника и электроника. — 1958. Т. 3, № 1. — С. 27−37.
- Тренев, Н. Г. Дифракция поверхностных электромагнитных волн на полубесконечной импедансной плоскости / Н. Г. Тренев // Радиотехника и электроника. — 1958. — Т. 3, № 2.—С. 163−171.
- Таланов, В. И. О дифракции электромагнитных волн на уступе иовверх-ностного импеданса в волноводе / В. И. Таланов // Изв. вузов МВО СССР (Радиофизика). 1957. — Т. 1, № 3. — С. 64−72.
- Otto, A. Excitation of nonradiative surface plasma waves in silver by the method of frustrated total reflection / A. Otto // Z. Phys.— 1968.— Vol. 216. Pp. 398−410.
- Kretschmann, E. Radiative decay of non radiative surface plasmons excited by light / E. Kretschmann, H. Raether // Z. Naturf.— 1968. — Vol. A 23.— P. 2135.
- Coherent emission of light by thermal sources / J.-J. Greffet, R. Carminati, K. Joulain et al. // Nature. — 2002. — Vol. 416. — Pp. 61−64.
- Near-field spectral effects due to electromagnetic surface excitations / A. Shchegrov, K. Joulain, R. Carminati, J. Greffet // Phys. Rev. Lett.—2000. Vol. 85, no. 7. — Pp. 1548−1551.
- Carminati, R. Near-field effects in spatial coherence of thermal sources / R. Carminati, J.-J. Greffet 11 Phys. Rev. Lett. — 1999.— Vol. 82, no. 8, — Pp. 1660−1663.
- Леонтпович, M. А. О дифференциальном законе для интенсивности электрических флуктуации и о влиянии на них скин-эффекта / М. А. Леон-тович, С. М. Рытов // ЖЭТФ. 1952. — Т. 23. — С. 246.
- Moreland, J. Efficiency of light emission from surface plasmons / J. Moreland, A. Adams, P. K. Hansma // Phys. Rev. В.- 1982.- Vol. 25, no. 4, — Pp. 2297−2300.
- Kirtley, J. R. Diffraction-grating-enhanced light emission from tunnel junctions / J. R. Kirtley, T. N. Theis, J. C. Tsang // Appl. Phys. Lett — 1980. — Vol. 37, no. 5. Pp. 435−437.
- Worthing, P. T. Efficient coupling of surface plasmon polaritons to radiation using a bi-grating / P. T. Worthing, W. L. Barnes // Appl. Phys. Lett.—2001.- Vol. 79, no. 19.- Pp. 3035−3037.
- Strong resonant coupling of surface plasmon polaritons to radiation modes through a thin metal slab with dielectric gratings / S. Shen, E. Forsberg, Z. Han, S. He // J. Opt. Soc. Am. A. 2007.- Vol. 24, no. 1.— Pp. 225 230.
- Chen, X.-W. Highly efficient interfacing of guided plasmons and photons in nanowires / X.-W. Chen, V. Sandoghdar, M. Agio // Nano Lett. — 2009.— Vol. 9, no. 11.-Pp. 3756−3761.
- Generation of traveling surface plasmon waves by free-electron impact / M. V. Bashevoy, F. Jonsson, A. V. Krasavin et al. // Nano Lett. — 2006. — Vol. 6, no. 6.-Pp. 1113−1115.
- Beversluis, M. R. Continuum generation from single gold nanostructures through near-field mediated intraband transitions / M. R. Beversluis, A. Bouhelier, L. Novotny // Phys. Rev. B.— 2003.— Vol. 68, no. 11.— Pp. 115 433−1-115 433−10.
- Surface plasmon propagation in microscale metal stripes / B. Lamprecht, J. Krenn, G. Schider at al. // Appl. Phys. Lett. — 2001.— Vol. 79, no. 1.— Pp. 51−53.
- Stuart, H. R. Enhanced dipole-dipole interaction between elementary radiators near a surface / H. R. Stuart, D. G. Hall // Phys. Rev. Lett.— 1998. Vol. 80, no. 25. — Pp. 5663−5666.
- Drexhage, K. Progress in Optics / K. Drexhage- Ed. by E. Wolf. — Amsterdam: North-Holland, 1974. Vol. 12. — Pp. 163−232.
- Morawitz, H. Coupling of an excited molecule to surface plasmons / H. Morawitz, M. R. Philpott // Phys. Rev. B. 1974. — Vol. 10, no. 12. — Pp. 4863−4868.
- Chance, R. Advances in Chemical Physics / R. Chance, A. Prock, R. Silbey- Ed. by I. Prigogine, S. Rice. — New York: Wiley, 1978. Vol. 37. — Pp. 1−65.
- Philpott, M. R. Effect of surface plasmons on transitions in molecules / M. R. Philpott 11 J. Chem. Phys. 1975. — Vol. 62, no. 5.- Pp. 1812−1817.
- Abdulhalim, I. Surface plasmon te and tm waves at the anisotropic film-metal interface / I. Abdulhalim // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. — 2009. — Vol. 11. — Pp. 15 002−1-15 002−5.
- Stegeman, G. Excitation of surface polaritons by end-fire coupling /
- G. Stegeman, E. Wallis, A. Maradudin // Opt. Lett. — 1983. — Vol. 8, no. 7. — Pp. 386−388.
- Waveguiding in surface plasmon polariton band gap structures / S. I. Bozhevolnyi, J. Erland, K. Leosson et al. // Phys. Rev. Lett. — 2001.— Vol. 86, no. 14, — Pp. 3008−3011.
- Bend loss in surface plasmon polariton band-gap structures / S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, K. Le0sson, A. Boltasseva // Appl. Phys. Lett. 2001. — Vol. 79, no. 8. — Pp. 1076−1078.
- Local detection of electromagnetic energy transport below the diffraction limit in metal nanoparticle plasmon waveguides / S. A. Maier, P. G. Kik,
- H. A. Atwater et al. // Nature Mater. — 2003. — Vol. 2, no. 4. — Pp. 229−232.
- Two-dimensional optics with surface plasmon polaritons. / H. Ditlbacher, J. R. Krenn, G. Schider et al. // Appl. Phys. Lett — 2002. — Vol. 81, no. 10. — Pp. 1762−1764.
- Extraordinary optical transmission through sub-wavelength hole arrays / T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi et al. // Nature. — 1998.— Vol. 391.- Pp. 667−669.
- Wallis, R. F. Surface polariton reflection and radiation at end faces / R. F. Wallis, A. A. Maradudin, G. I. Stegeman // Appl. Phys. Lett.— 1983.— Vol. 42, no. 9. Pp. 764−766.
- Hasegawa, К. Surface plasmon polariton propagation around bends at a metal-dielectric interface / K. Hasegawa, J. Nockel, M. Deutsch // Appl. Phys. Lett. 2004. — Vol. 84, no. 11. — Pp. 1835−1837.
- Бабич, В. M. Метод Зоммерфельда-Малюжинца в теории дифракции. / В. М. Бабич, М. А. Лялинов, В. Э. Грикуров. — Санкт-Петербург: ВВМ, 2004. С. 103.
- Гинзбург, В. Л. Оптические свойства металлов. / В. Л. Гинзбург, Г. П. Мо-тулевич // УФН. 1955. — Vol. 55. — Pp. 469−535.
- Штпокман, М. И. — Частное сообщение.
- Александров, А. Ф. Основы электродинамики плазмы. / А. Ф. Александров, Л. С. Богданович, А. А. Рухадзе. — Москва: Высшая школа, 1978.
- Градштейн, И. С. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. / И. С. Градштейн, И. М. Рыжик. — Москва: Физматгиз, 1963. — С. 1100.
- Бреховских, Л. М. Волны в слоистых средах. / Л. М. Бреховских. — Москва: Наука, 1973.
- Ландау, Л. Д. Теоретическая физика. Статистическая физика. Часть 1. / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. — Москва: Наука, 1976. — Т. V. — С. 584.
- Гуревич, М. М. Фотометрия (теория, методы и проборы). / М. М. Гуре-вич.— Москва: Энергоатомиздат., 1983.— С. 272.
- Кизель, В. А. Отражение света. Физика и техника спектрального анализа (Библиотека инженера). / В. А. Кизель. — Москва: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1973. — С. 351.
- Lynch, D. W. Handbook of Optical Constants of Solids / D. W. Lynch, W. R. Hunter // Handbook of Optical Constants of Solids / Ed. by E. Palik. — Orlando, Florida: Academic Press, 1985.
- Соколов, А. И. Оптические свойства металлов. / А. И. Соколов. — Москва: Физматгиз, 1961. — С. 464.