Перейти на головну сторінку журналу
Збірник наукових праць Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Рік 2025 Том 23, Випуск 1
English Українська
Отримати статтю →
Випуски PACS Для передплатників Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2025

 / 

т. 23 / 

вип. 1

 


Завантажити повну версію статті (у форматі PDF)

V. FITIO, S. HOLYBORODA, and І. YAREMCHUK

Field Enhancement on the Dielectric-Grating Surface due to Resonant Interaction with a Plane Wave

79–88 (2025)

PACS numbers: 42.25.Bs, 42.25.Fx, 42.50.Gy, 42.79.Dj, 42.79.Gn, 61.05.cm, 84.40.Az

Потужність поверхневого комбінаційного розсіяння визначається напруженістю електромагнетного поля. Напруженість поля може бути посиленою під час хвилеводного резонансу, який виникає, коли пласка оптична хвиля взаємодіє з діелектричною ґратницею на діелектричній підкладинці. Резонансна взаємодія можлива за ретельного узгодження оптичної довжини хвилі та періоду ґратниці для фіксованих параметрів періодичної структури. Було проведено дослідження для визначення параметрів ґратниці та параметрів діелектричної підкладинки, які забезпечують значне посилення поля на поверхні ґратниці. Дослідження проводили за нормального падіння пласкої хвилі TE-поляризації лише з довжиною хвилі у 0,6328 мкм. Період ґратниці був апроксимований на основі постійного поширення хвилеводної моди. Приблизний період ґратниці завжди трохи менший за період резонансної ґратниці, що значно полегшує пошук періоду, за якого коефіцієнт відбивання дорівнює одиниці. Значення уточненого періоду ґратниці було одержано за допомогою строгої парної аналізи довжин хвиль. У цей період досягається «повний резонанс». Коефіцієнт відбивання від ґратниці дорівнює одиниці, а поле на ґратниці посилюється в десятки та сотні разів. Показано, що підкладинка не обов'язково має бути повністю однорідною з низьким показником заломлення, але може бути комбінацією — тонкий шар діелектрика з низьким показником заломлення, нанесений на основну частину підкладинки з високим показником заломлення. Встановлено, що зменшення показника заломлення підкладинки та зменшення модуляції показника заломлення середовища ґратниці приводять до збільшення полів на межі поділу ґратниця–однорідне середовище. Цей метод можна використовувати для одержання посилення поля в 256 разів більше амплітуди падної оптичної хвилі для структур, які можна реалізувати на практиці

КЛЮЧОВІ СЛОВА: діелектрична ґратниця, ретельна аналіза зв'язаних довжин хвиль, хвилеводний резонанс, відбивання ґратниці, посилення поля під дією резонансу

DOI:  https://doi.org/10.15407/nnn.23.01.0079

REFERENCES
  1. J. Langer, D. Jimenez de Aberasturi, J. Aizpurua, R. A. Alvarez-Puebla, B. Auguié, J. J. Baumberg, and L. M. Liz-Marzán, ACS Nano, 14, No. 1: (2019); https://doi.org/10.1021/acsnano.9b04224
  2. W. Wang, P. Ma, and D. Song, Luminescence, 37: 1822 (2022); https://doi.org/10.1002/bio.4383
  3. A. Yariv, Quantum Electronics (New York–London–Sydney–Toronto: John Wiley and Sons, Inc.–California Institute of Technology: 1975).
  4. Ch. H. Lee, T. Limei, and S. Singamaneni, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2: 3429 (2010); https://doi.org/10.1021/am1009875
  5. S. Nie and S. R. Emory, Science, 275: 1102 (1997); https://doi.org/10.1126/science.275.5303.1102
  6. R. Wang, J. Ma, X. Dai, Y. Gao, C. Gu, and T. Jiang, Sensors and Actuators B: Chemical, 374: 132782 (2023); https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.132782
  7. G. Quaranta, G. Basset, O. J. F. Martin, and B. Gallinet, Laser Photonics Rev., 12: 1800017 (2018); https://doi.org/10.1002/lpor.201800017
  8. S. Bellucci, O. Vernyhor, A. Bendziak, I. Yaremchuk, V. Fitio, and Y. Bobitski, Materials, 13: 1882 (2020); https://doi.org/10.3390/ma13081882
  9. V. M. Fitio and Y. V. Bobitski, J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 6: 943 (2004); https://doi.org/10.1088/1464-4258/6/10/004
  10. V. Fitio, I. Yaremchuk, O. Vernyhor, and Ya. Bobitski, Applied Nanoscience, 8: 1015 (2018); https://doi.org/10.1007/s13204-018-0686-z
  11. S. S. Wang and R. Magnusson, Appl. Opt., 32: 2606 (1993); https://doi.org/10.1364/AO.32.002606
  12. V. M. Fitio, V. V. Romakh, and Y. V. Bobitski, Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 19: 28 (2016); https://doi.org/10.15407/spqeo19.01.028
  13. B. J. Civiletti, A. Lakhtakia, and P. B. Monk, Journal of Computational and Applied Mathematics, 368: 112478 (2020); https://doi.org/10.1016/j.cam.2019.112478
  14. V. M. Fitio, V. V. Romakh, L. V. Bartkiv, and Y. V. Bobitski, Materials Science & Engineering Technology [Materialwissenschaft und Werkstofftechnik], 47: 237 (2016); https://doi.org/10.1002/mawe.201600473
  15. T. Smirnova,V. Fitio, O. Sakhno, P. Yezhov, A. Bendziak, V. Hryn, and S. Bellucci, Nanomaterials, 10: 2114 (2020); https://doi.org/10.3390/nano10112114
  16. G. M. Karpov, V. V. Obukhovsky, T. N. Smirnova, and V. V. Lemeshko, Opt. Commun., 174: 391 (2000); https://doi.org/10.1016/s0030-4018(99)00712-9
Creative Commons License
Ця стаття ліцензована під Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License
©2003 НАНОСИСТЕМИ, НАНОМАТЕРІАЛИ, НАНОТЕХНОЛОГІЇ Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України.
E-mail: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача