А.А. Крячко1, Н.И. Беляков2, А.И. Тюрина3

1–3 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП)
(Санкт-Петербург, Россия)

Постановка проблемы. Увеличение числа пользователей инфокоммуникационных систем вследствие расширения возможностей доступа к Интернету с мобильных устройств, повышение популярности предоставления онлайновых информационных услуг и рост мультимедийного трафика требует увеличения сетевого быстродействия и пропускной способности. Пропускная способность и быстродействие современных инфокоммуникационных систем определяются быстродействием элементной
базы микроэлектроники и оптоэлектроники, а также возможностями коммутаторов, мультиплексоров, демультиплексоров. Известно, что физические пределы быстродействия элементной базы микроэлектроники обусловлены временем пролета электронов, а уменьшение размеров элементов ограничивается технологическими возможностями их изготовления. Существуют также физические пределы уменьшения размеров микроэлементов, существенные ограничения на которые накладывают их энергопотребление и тепловыделение. Системы уплотнения каналов по длине волны стремительно развиваются и продолжают эволюционировать в оптические системы с возможностью маршрутизации и коммутации по длине волны.

Цель. Разработать наноразмерные структуры на поверхностных плазмонах для повышения быстродействия и пропускной способности инфокоммуникационных систем.

Результаты. Показано дальнейшее развитие математической модели процесса распространения поверхностных плазмон
поляритонных волн вдоль границы между металлом и диэлектриком в плазмонных волноводах различной конфигурации, учитывающей толщину металлической пленки в случае, когда она имеет 2D структуру, позволившей экспериментально
исследовать влияние геометрических размеров, углов изгиба волноводов на интенсивность и пути прохождения плазмонной волны.

Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы для создания новых типов устройств обработки, передачи и коммутации сигналов, пригодных для работы в терагерцевом диапазоне частот, а также в рамках решения задач соединения устройств электроники и фотоники в интегральных микросхемах.

Крячко А.А., Беляков Н.И., Тюрина А.И. Электродинамическая модель оптического мультиплексора // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. T. 77. № 8. С. 58–65. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202308-08

1. Брескин В.А. Брескин В.A. Параметры цепи мультиплексоров WDM // Научные труды НТОРЭС им. А.С. Попова. 2013. № 1. С. 114–119.
2. Wen F., Zhang Y., Gottheim S., King S. & etc. Charge Transfer Plasmons: Optical Frequency Conductances and Tunable Infrared Resonances // ACS Nano. 2015. V. 9. № 6. P. 6428–6435.
3. Bozhevolnyi S.I., Volkov V.S., Devaux E., Laluet J.-Y., Ebbesen T.W. Channel plasmon subwavelength waveguide components including interferometers and ring resonators // Nature. 2006. V. 440. № 7083. P. 508–511.
4. Prodan E., Radloff C., Halas N.J., Nordlander P.A. Hybridization Model for the Plasmon Response of Complex Nanostructures // Science 2003. 302, P. 419–422.
5. Patrick Then, Gary Razinskas, Thorsten Feichtner & etc. Remote detection of single emitters via optical waveguides // Phys. Rev. A 89. 053801 (2014).
6. Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнитные поля и волны. М.: Сов. радио. 1971.
7. Марков Г.Т., Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн. М.: Радио и связь. 1983.
8. Maier Stefan A. Plasmonics: fundamentals and applications. Springer Science + Business Media LLC. 2007.
9. Пайнс А., Нозьер Ф. Теория квантовых жидкостей. М.: Мир. 1967.
10. Архипов С.Н., Гладкий Н.А., Крячко А.Ф. Физико-технические основы обработки волновых потоков в MOEMS устройствах. СПб.: Политех-Пресс. 2023.
11. Бутылкин В.С., Фишер П.С., Крафтмахер Г.А. и др. Фотоиндуцированная микроволновая диэлектрическая проницаемость полупроводников: экситонный механизм // Радиотехника и электроника. 2023. T. 68. № 2. С. 152–156.