О связи константы распространения блоховской поверхностной волны с толщиной верхнего слоя фотонного кристалла
Безус Е.А., Быков Д.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:
Рассмотрен вывод дисперсионного уравнения блоховской поверхностной волны, распространяющейся вдоль границы раздела полубесконечного одномерного фотонного кристалла и однородной среды. На основе полученного дисперсионного уравнения записано явное аналитическое соотношение, определяющее связь константы распространения и толщины верхнего слоя фотонного кристалла.

Ключевые слова:
блоховская поверхностная волна, фотонный кристалл, дисперсионное соотношение.

Цитирование:
Безус, Е.А. О связи константы распространения блоховской поверхностной волны с толщиной верхнего слоя фотонного кристалла / Е.А. Безус, Д.А. Быков, Л.Л. Досколович // Компьютерная оптика. – 2018. – Т. 42, № 1. – С. 22-27. – DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-1-22-27.

Литература:

    1. Polo, J.A.J. Surface electromagnetic waves: a review / J.A.J. Polo, A. Lakhtakia // Laser & Photonics Reviews. – 2011. – Vol. 5(2). – P. 234-246. – DOI: 10.1002/lpor.200900050.
    2. Yeh, P. Electromagnetic propagation in periodic stratified media. I. General theory / P. Yeh, A. Yariv, C.S. Hong // Journal of the Optical Society of America. – 1977. – Vol. 67(4). – P. 423-438. – DOI: 10.1364/JOSA.67.000423.
    3. Yeh, P. Optical surface waves in periodic layered media / P. Yeh, A. Yariv, A.Y. Cho // Applied Physics Letters. – 1978. – Vol. 32(2). – P. 104-105. – DOI: 10.1063/1.89953.
    4. Виноградов, А.П. Поверхностные состояния в фотонных кристаллах / А.П. Виноградов, А.В. Дорофеенко, А.М. Мерзликин, А.А. Лисянский // Успехи физических наук. – 2010. – Т. 180, № 3. – С. 249-263.
    5. Vandenbem, C. Electromagnetic surface waves of multilayer stacks: coupling between guided modes and Bloch modes / C. Vandenbem // Optics Letters. – 2008. – Vol. 33, Issue 19. – P. 2260-2262. – DOI: 10.1364/OL.33.002260.
    6. Ramos-Mendieta, F. Electromagnetic surface modes of a dielectric superlattice: the supercell method / F. Ramos-Mendieta, P. Halevi // Journal of the Optical Society of America B. – 1997. – Vol. 14, Issue 2. – P. 370-381. – DOI: 10.1364/JOSAB.14.000370.
    7. Anopchenko, A. Effect of thickness disorder on the performance of photonic crystal surface wave sensors / A. Anop­chenko, A. Occhicone, R. Rizzo, A. Sinibaldi, G. Figliozzi, N. Danz, P. Munzert, F. Michelotti // Optics Express. – 2016. – Vol. 24, Issue 7. – P. 7728-7742. – DOI: 10.1364/OE.24.007728.
    8. Villa, F. Photonic crystal sensor based on surface waves for thin-film characterization / F. Villa, L.E. Regalado, F. Ra­mos-Mendieta, J. Gaspar-Armenta, T. Lopez-Ríos // Optics Letters. – 2002. – Vol. 27, Issue 8. – P. 646-648. – DOI: 10.1364/OL.27.000646.
    9. Liscidini, M. Analysis of Bloch-surface-wave assisted diffraction-based biosensors / M. Liscidini, J.E. Sipe // Journal of the Optical Society of America B. – 2009. – Vol. 26, Issue 2. – P. 279-289. –  DOI: 10.1364/JOSAB.26.000279.
    10. Sinibaldi, A. Combining label-free and fluorescence operation of Bloch surface wave optical sensors / A. Sinibaldi, A. Fiera­mos­ca, R. Rizzo, A. Anopchenko, N. Danz, P. Mun­zert, C. Ma­gist­ris, C. Barolo, F. Michelotti // Optics Letters. – 2014. – Vol. 39, Issue 10. – P. 2947-2950. – DOI: 10.1364/OL.39.002947.
    11. Michelotti, F. Design rules for combined label-free and fluorescence Bloch surface wave biosensors / F. Michelotti, R. Rizzo, A. Sinibaldi, P. Munzert, C. Wächter, N. Danz // Optics Letters. – 2017. – Vol. 42, Issue 14. – P. 2798-2801. – DOI: 10.1364/OL.42.002798.
    12. Sinibaldi, A. A full ellipsometric approach to optical sensing with Bloch surface waves on photonic crystals / A. Sinibaldi, R. Rizzo, G. Figliozzi, E. Descrovi, N. Danz, P. Munzert, A. Anopchenko, F. Michelotti // Optics Express. – 2013. – Vol. 21, Issue 20. – P. 23331-23344. – DOI: 10.1364/OE.21.023331.
    13. Yu, L. Manipulating Bloch surface waves in 2D: a platform concept-based flat lens / L. Yu, E. Barakat, T. Sfez, L. Hvozdara, J. Di Francesco, H.P. Herzig // Light: Science & Applications. – 2014. – Vol. 3. – e124. – DOI: 10.1038/lsa.2014.5.
    14. Yu, L. Two-dimensional polymer grating and prism on Bloch surface waves platform / L. Yu, E. Barakat, J. Di Francesco, H.P. Herzig // Optics Express. – 2015. – Vol. 23, Issue 25. – P. 31640-31647. – DOI: 10.1364/OE.23.031640.
    15. Dubey, R. Ultra-thin Bloch-surface-wave-based reflector at telecommunication wavelength / R. Dubey, B.V. Lahijani, M. Häyrinen, M. Roussey, M. Kuittinen, H.P. Herzig // Photonics Research. – 2017. – Vol. 5, Issue 5. – P. 494-499. – DOI: 10.1364/PRJ.5.000494.
    16. 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 Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2014. – Т. 99, № 2. – С. 67-71. – DOI: 10.7868/S0370274X14020027.
    17. Doskolovich, L.L. Phase-shifted Bragg gratings for Bloch surface waves / L.L. Doskolovich, E.A. Bezus, D.A. Bykov // Optics Express. – 2015. – Vol. 23, Issue 21. – P. 27034-27045. –  DOI: 10.1364/OE.23.027034.
    18. Doskolovich, L.L. Spatial differentiation of Bloch surface wave beams using an on-chip phase-shifted Bragg grating / L.L. Doskolovich, E.A. Bezus, D.A. Bykov, V.A. Soifer // Journal of Optics. – 2016. – Vol. 18, Issue 11. – 115006. – DOI: 10.1088/2040-8978/18/11/115006.
    19. Chiang, K.S. Effective-index method for the analysis of optical waveguide couplers and arrays: an asymptotic theory / K.S. Chiang // Journal of Lightwave Technology. – 1991. – Vol. 9, Issue 1. – P. 62-72. – DOI: 10.1109/50.64924.

    © 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