350 руб
Журнал «Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век» №4 за 2013 г.
Статья в номере:
Теоретическое исследование наноплазмонных волноведущих структур
Ключевые слова: дифракционные решетки комплексная диэлектрическая проницаемость интегральные уравнения метод Галеркина нановолноводы фотонные кристаллы постоянная распространения запрещенная зона
Авторы:
А. М. Лерер - д.ф.-м.н., профессор, кафедра «Прикладная электродинамика и компьютерное моделирование», физический факультет, Южный федеральный университет (ЮФУ). E-mail: lerer@sfedu.ru И. В. Донец - к.ф.-м.н., доцент, кафедра «Физика», факультет математики, информатики и физики, Южный федеральный университет (ЮФУ). E-mail: igor_don2002@mail.ru Г.А. Калинченко - к.ф.-м.н. E-mail: kalinchenko@yahoo.com П.В. Махно - к.ф.-м.н., доцент, кафедра «Прикладная электродинамика и компьютерное моделирование», физический факультет, Южный федеральный университет (ЮФУ). E-mail: pvmakhno@sfedu.ru
Аннотация:
Методом Галеркина получено строгое решение векторного интегрально-дифференциального уравнения, описывающего распространение электромагнитных волн в нановолноводах и фотонных кристаллах, содержащих тонкие металлические пленки. Учтена комплексная диэлектрическая проницаемость металла в оптическом диапазоне. Предложен и обоснован простой способ нахождения комплексной постоянной распространения волноведущих структур с малыми потерями. Исследованы свойства поверхностных волн (поверхностных плазмон  поляритонов), распространяющихся в исследуемых структурах.
Страницы: 28-37
Список источников

  1. Stockman M.I.Nanoplasmonics: past, present, and glimpse into future // Opt. Express. 2011. V. 19(22). Р. 22029-22106.
  2. Barnes W.L., Dereux A., Ebbesen T.W.Surface Plasmon Subwavelength Optics // Nature. 2003. № 424. Р. 824-830.
  3. Hochberg M., Baehr-Jones T., Walker C., Scherer A.Integrated plasmon and dielectric waveguides // Optics Express. 2004. V. 12. № 22. Р. 54811-54816.
  4. Berini P. Plasmon-polariton waves guided by thin lossy metal films of finite width: Bound modes of symmetric structures // Phys. Rev. 2000.V. B 61(15). Р.10484-10503.
  5. Gosciniak J., Volkov V.S., Bozhevolnyi S.I., Markey L., Massenot S., Dereux A. Fiber-coupled dielectric-loaded plasmonic waveguides // Opt. Express. 2010. № 18. Р. 5314-5319.
  6. Liu L., Han Z., He S.Novel surface plasmon waveguide for high integration // Opt. Express. 2005. № 13(17). Р. 6645-6650.
  7. Pannipitiya A., Rukhlenko I.D., Premaratne M., Hattori H.T., Agrawal G.P.Improved transmission model for metal-dielectric-metal plasmonic waveguides with stub structure // Opt. Express. 2010. № 18. Р. 6191-6204.
  8. Zia R., Selker M.D., Catrysse P.B., Brongersma M.L.Geometries and materials for subwavelength surface plasmon modes // J. Opt. Soc. Am. 2004. V. A 21. № 12. Р. 2442-2446.
  9. Holmgaard T., Bozhevolnyi S.I.Theoretical analysis of dielectric-loaded surface plasmon-polariton waveguides // Phys. Rev. 2007. V. B75. № 24. Р. 245-405.
  10. Bozhevolnyi S.I., Volkov V.S., Devaux E., Ebbesen T.W.Channel plasmon-polariton guiding by subwavelength metal grooves //  Phys. Rev. Lett. 2005. V. 95. № 4. Р. 046-802.
  11. Novikov I.V., Maradudin A.A. Channel polaritons // Phys. Rev. 2002. № B 66. Р. 035403.
  12. Gramotnev D.K., Pile D.F.P. Single-mode subwavelength waveguide with channel plasmonpolaritons in triangular grooves on a metal surface // Appl. Phys. Lett. 2004. № 85. Р. 6323-6325.
  13. Bozhevolnyi S.I., Volkov V.S., Devaux E., Ebbesen T.W. Channel plasmon-polariton guiding by subwavelength metal grooves // Phys. Rev. Lett. 2005. № 95. Р. 046802.
  14. Arbel D., Orenstein M. W-shaped plasmon waveguide for silicon based plasmonic modulator // Proceedings of IEEE LEOS Annual Meeting Conf.2006. Р. 262-263.
  15. Moreno E., Rodrigo S.G., Bozhevolnyi S.I., Martín-Moreno L., García-Vidal F.J. Guiding and focusing of electromagnetic fields with wedge plasmon polaritons // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. № 2. Р. 023901.
  16. Yablonovich E. Inhibited Spontaneous emission in Solid State Physics and Electronics// Phys. Rev. Lett. 1987. V.58. № 20. P.2059.
  17. Joannopoulus J.D., Meade R.D., Photonic Crystals: Molding the Flow of Light. Princeton, NJ: Princeton Univ. Press. 1995.
  18. Банков С.Е. Электромагнитные кристаллы. М.: Физматлит. 2010.
  19. Chi-O Cho, Young-Geun Roh, Yeonsang Park, Jae-Soong I, Heonsu Jeon, Beom-Seok Lee, Hye-Won Kim, Young-Ho Choe, Mingyu Sung, J.C. Woo. Towards nano-waveguides // Current Applied Physics. April 2004. V. 4. Iss. 2-4. P. 245-249.
  20. Degiron A., Smith D.R.Numerical simulations of long-range plasmons // Opt. Express. 2006. № 14. Р. 1611-1625.
  21. Buckley R., Berini P. Figures of merit for 2D surface plasmon waveguides and application to metal stripes // Opt. Express. 2007. № 15. Р. 12174-12182.
  22. Dellagiacoma C., Lasser T., Martin O.J.F., Degiron A., Mock J.J., Smith D.R.Simulation of complex plasmonic circuits including bends // Opt. Express. 2011. № 19. Р. 18979-18988.
  23. Tae Kim, Jung Jin Ju, Suntak Park, Min-su Kim, Seung Koo Park, Myung-Hyun Lee Chip-to-chip optical interconnect using gold long-range surface plasmon polariton waveguides // Opt. Express. 2008. № 16. Р. 13133-13138.
  24. Лерер А.М. Теоретическое исследование двухмерно периодических наноплазмонных структур // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57. № 11. C. 1160.
  25. Головачева Е.В., Лерер А.М., Пархоменко Н.Г. Дифракция электромагнитных волн оптического диапазона на металлическом нановибраторе. // Вестник МГУ. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2011. № 1. C. 6.
  26. Лерер А.М. Потери в проводниках копланарных волноводов // Радиотехника и электроника. 1984. Т. 29. № 7. С. 1289.
  27. http://www.luxpop.com
  28. Кузнецов В.А., Лерер А.М.Дисперсионные характеристики прямоугольного диэлектрического волновода // Радиотехника и электроника. 1982. Т. 27. № 4. С. 651.
  29.  Кузнецов В.А., Лерер А.М. Дисперсионные характеристики диэлектрических волноводов на подложках // Радиотехника и электроника. 1984. Т. 29. № 9. С. 1705.
  30. Калинченко Г.А., Лерер А.М.Электродинамическое моделирование диэлектрических решеток с помощью объемных интегральных уравнений // Радиотехника и электроника. 2003. Т. 48. № 11. С. 1330.
  31. Kalinchenko G.A., Lerer A.M.Wideband All-Dielectric Diffraction Grating on Chirped Mirror // IEEE/OSA J. of Lightwave Technology. 2010. V. 28. I.18. P. 2743.