Формирование высокочастотных интерференционных картин мод диэлектрических фотонных кристаллов при резонансах Фабри–Перо
Кадомина Е.А., Безус Е.А., Досколович Л.Л.

 

Институт систем обработки изображений РАН – филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, Самара, Россия,
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва, Самара, Россия

Аннотация:
Предложена дифракционная структура для формирования высокочастотных интерференционных картин затухающих электромагнитных волн в задачах фотолитографии, основанная на интерференции «объемных» мод диэлектрических фотонных кристаллов при резонансах Фабри–Перо. Для предсказания положений резонансов Фабри–Перо предложен простой подход к описанию дифракции плоской волны на фотонном кристалле из конечного числа периодов, основанный на представлении поля внутри фотонного кристалла в виде суперпозиции двух «объемных» мод фотонного кристалла, распространяющихся в противоположных направлениях. Результаты работы могут найти применение при создании новых устройств для ближнепольной интерференционной фотолитографии.

Ключевые слова:
фотонный кристалл, блоховская поверхностная волна, резонанс Фабри–Перо, плазмонная мода, ближнее поле, уравнения Максвелла.

Цитирование:
Кадомина, Е.А. Формирование высокочастотных интерференционных картин затухающих электромагнитных волн при резонансах Фабри–Перо для мод одномерных диэлектрических фотонных кристаллов / Е.А. Кадомина, Е.А. Безус, Л.Л. Досколович // Компьютерная оптика. – 2017. – Т. 41, № 3. – С. 322-329. – DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-3-322-329.

Литература:

  1. Laux, E. Plasmonic photon sorters for spectral and polarimetric imaging / E. Laux, C. Genet, T. Skauli, T.W. Ebbesen // Nature Photonics. – 2008. – Vol. 2. – P. 161-164. – DOI: 10.1038/nphoton.2008.1.
  2. Mahboub, O. Optimization of bull’s eye structures for transmission enhancement / O. Mahboub, S. Palacios, C. Genet, F. Garcia-Vidal, S. Rodrigo, L. Martin-Moreno, T. Ebbesen // Optics Express. – 2010. – Vol. 18, Issue 11. – P. 11292-11299. – DOI: 10.1364/OE.18.011292.
  3. Emadi, A. Linear variable optical filter-based ultraviolet mic¬rospectrometer / A. Emadi, H. Wu, G. de Graaf, P. Enoksson, J.H. Correia, R. Wolffenbuttel // Applied Optics. – 2012. – Vol. 51, Issue 19. – P. 4308-4315. – DOI: 10.1364/AO.51.004308.
  4. Кадомина, Е.А. Спектрально-селективное усиление ближнего поля в фотоннокристаллической структуре с дифракционной решёткой / Е.А. Кадомина, Е.А. Безус, Л.Л. Досколович // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 4. – С. 462-468. – DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-4-462-468.
  5. Piliarik, M. Surface plasmon resonance (SPR) sensors: approaching their limits? / M. Piliarik, J. Homola // Optics Express. – 2009. – Vol. 17, Issue 19. – P. 16505-16517. – DOI: 10.1364/OE.17.016505.
  6. Sinibaldi, A. Direct comparison of the performance of Bloch surface wave and surface plasmon polariton sensors / A. Sinibaldi, N. Danz, E. Descrovi, P. Munzert, U. Schulz, F. Sonntag, L. Dominici, F. Michelotti // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2012. – Vol. 174. – P. 292-298. – DOI: 10.1016/j.snb.2012.07.015.
  7. Li, Y. Phase-sensitive Bloch surface wave sensor based on variable angle spectroscopic ellipsometry / Y. Li, T. Yang, Z. Pang, G. Du, S. Song, S. Han // Optics Express. – 2014. – Vol. 22, Issue 18. – P. 21403-21410. – DOI: 10.1364/O¬E.22.021403.
  8. Кадомина, Е.А. Резонансные фотонно-кристаллические структуры с дифракционной решёткой для измерения показателя преломления среды / Е.А. Кадомина, Е.А. Безус, Л.Л. Досколович // Компьютерная оптика. – 2016. – Т. 40, № 2. – С. 164-172. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-2-164-172.
  9. Luo, X. Surface plasmon resonant interference nanolithography technique / X. Luo, T. Ishihara // Applied Physics Letters. – 2004. – Vol. 84(23). – P. 4780-4782. – DOI: 10.1063/1.1760221.
  10. Liu, Z.W. Surface plasmon interference nanolithography / Z.W. Liu, Q.H. Wei, X. Zhang // Nano Letters. – 2006. – Vol. 5, Issue 5. – P. 957-961. – DOI: 10.1021/nl0506094.
  11. Кадомина, Е.А. Формирование одномерных интерференционных картин блоховских поверхностных волн / Е.А. Кадомина, Е.А. Безус, Л.Л. Досколович // Журнал технической физики. – 2016. – Т. 86, Вып. 9. – С. 107-112.
  12. Murukeshan, V.M. Nano-scale three dimensional surface relief features using single exposure counterpropagating multiple evanescent waves interference phenomenon / V.M. Murukeshan, J.K. Chua, S.K. Tan, Q.Y. Lin // Optics Express. – 2008. – Vol. 16, Issue 18. – P. 13857-13870. – DOI: 10.1364/OE.16.013857.
  13. Yu, L. Manipulating Bloch surface waves in 2D: a platform concept-based flat lens / L. Yu, E. Barakat, T. Sfez, L. Hvozdara, J.D. Francesco, H.P. Herzig // Light: Science & Applications. – 2014. – Vol. 3. – P. e124-e127. – DOI: 10.1038/lsa.2014.5.
  14. Saldana, X.I. Electromagnetic surface waves in semi-infinite superlattices / X.I. Saldana, G.G. de la Cruz // Journal of the Optical Society of America A. – 1991. – Vol. 8(1). – P. 36-40. – DOI: 10.1364/JOSAA.8.000036.
  15. Безус, Е.А. Фазовая модуляция поверхностных электромагнитных волн c помощью дифракционного микрорельефа на границе одномерного фотонного кристалла / Е.А. Безус, Л.Л. Досколович, Д.А. Быков, В.А. Сойфер // Письма в ЖЭТФ. – 2014. – Т. 99, № 2. – С. 67-71. – DOI: 10.7868/S0370274X14020027.
  16. Dyakonov, M.I. New type of electromagnetic wave propagating at an interface / M.I. Dyakonov // Soviet Physics, JETP. – 1988. – Vol. 67, No. 4. – P. 714-716.
  17. Moharam, M.G. Stable implementation of the rigorous coupled-wave analysis for surface-relief gratings: enhanced transmittance matrix approach / M.G. Moharam, D.A. Pommet, E.B. Grann, T.K. Gaylord // Journal of the Optical Society of America A. – 1995. – Vol. 12, Issue 5. – P. 1077-1086. – DOI: 10.1364/JOSAA.12.001077.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20