ИСТИНА

Проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы изучения оптических свойств пространственно локализованных оптических состояний - таммовских плазмон-поляритонов, при их распространении в оптических волноводах на основе наноструктурированных фотонных кристаллов. Задачей проекта является изучение влияния самовоздействия лазерного излучения на резонансные и волноводные свойства таммовских плазмон-поляритонов. Основным методом, предлагающимся для изготовления волноводных наноструктур, является аддитивная технология двухфотонной фотополимеризации. Основным методом исследования оптических и волноводных свойств таммовских плазмон-поляритонов является частотно-угловая спектроскопия коэффициента отражения. Исследование самовоздействия лазерного излучения предполагается проводить в схеме «зонд-накачка». В качестве результатов ожидается получение зависимостей эффективности заведения излучения в волноводы от длины волны, угла падения и поляризации излучения; а также зависимостей величины относительной модуляции коэффициента отражения от мощности излучения, его длины волны и поляризации. В качестве дополнительного результата предполагается разработка методики изготовления фотоннокристаллических волноводов, оптимизированных для распространения таммовских плазмон-поляритонов с помощью метода двухфотонной фотополимеризации.

По результатам выполнения проекта планируются следующие результаты: 1. По изготовлению образцов: С помощью метода вакуумного магнетронного напыления будут изготовлены образцы одномерных фотонных кристаллов с параметрами, оптимизированными для возбуждения таммовских плазмон-поляритонов на длинах волн 800 нм (рабочая длина волны лазера на основе кристалла титан-сапфира) и 1550 нм (стандартная длина волны лазеров, используемых в телекоммуникационной отрасли). Образцы будут охарактеризованы с использованием методов сканирующей электронной микроскопии, а их оптические свойства будут исследованы с помощью частотно-угловой спектроскопии коэффициентов отражения и пропускания. С помощью метода двухфотонной фотополимеризации будут изготовлены наноструктурированные образцы волноводных структур двух типов. Первый тип будет представлять собой полимерный волновод, нанесенный поверх структуры фотонный кристалл/металл, второй тип будет представлять собой полимерный волновод, нанесенный на верхний слой фотонного кристалла, запылённый металлической пленкой сверху. Полученные образцы будут охарактеризованы с использованием сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии. 2. По изучению влияния наведенного воздействия лазерного излучения на резонансные свойства таммовских плазмон-поляритонов: В схеме «зонд-накачка» будут измерены зависимости относительного изменения коэффициента отражения фотоннокристаллических структур от времени задержки между ортогонально поляризованными импульсами зонда и накачки для различных длин волн излучения и для различных мощностей излучения. Будут определены характерные величины относительной модуляции диэлектрических параметров образца, коэффициента отражения, характерные времена возбуждения и релаксации модифицированного состояния. На основе полученных данных будет сделан вывод о значительности влияния само- и наведенного воздействия лазерного излучения на резонансные характеристики таммовских плазмон-поляритонов. 3. По исследованию эффективности заведения оптического излучения в волноводные структуры: Для двух типов волноводных структур, один из которых соответствует полимерным волноводам, нанесенным поверх системы фотонный кристалл/металл, а второй - полимерным волноводам, нанесенным на верхний слой фотонного кристалла и запыленный сверху металлом, с использованием методов частотно-угловой спектроскопии коэффициента отражения будут измерены параметры, определяющие эффективность заведения излучения в волноводы. Будут исследованы зависимости эффективности заведения от таких параметров как: длина волны, угол падения, поляризация, угловая расходимость и ширина спектра излучения. Измерения будут проведены для двух геометрий заведения излучения, первая из которых соответствует непосредственной накачке из объемной моды электромагнитного поля, а вторая – призменной схеме Кречманна, основанной на эффекте полного внутреннего отражения излучения.