• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ВЛИЯНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОСТОЯННОЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ ПРОВОДЯЩЕЙ СРЕДЫ НА РЕЗОНАНСНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В СТРУКТУРЕ ДЕФЕКТНЫЙ ФОТОННЫЙ КРИСТАЛЛ–ПРОВОДНИК

Белецкий, НН, Борисенко, СА, Гвоздев, НИ
Organization: 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: beletski@ire.kharkov.ua

https://doi.org/10.15407/rej2015.01.062
Язык: русский
Аннотация: 

Дефектные фотонные кристаллы, граничащие с твердотельными плазмоподобными средами, привлекают к себе большое внимание. Это связано с наличием в таких структурах плазменных и дефектных волн, которые могут резонансным образом взаимо-действовать между собой. Эффект резонансного взаимодействия различных типов электромагнитных волн в дефектных фотонных кристаллах в научной литературе исследован еще недостаточно хорошо. В данной работе на основе численного решения дисперсионного уравнения исследовано резонансное взаимодействие плазменных и дефектных TM-электромагнитных волн в одномерном дефектном диэлектрическом фотонном кристалле, граничащим с твердотельной плазмоподобной средой. Изучены дисперсионные и энергетические свойства плазменных и дефектных волн в зависимости от величины диэлектрической постоянной кристаллической решетки твердотельной плазмоподобной среды. Найдено, что эффект резонансного взаимодействия плазменных и дефектных волн сильно зависит от типа твердотельной плазмоподобной среды. Установлено, что наилучшим образом эффект резонансного взаимодействия плазменных и дефектных волн проявляется в том случае, когда дефектный фотонный кристалл граничит с полупроводниковой плазмой. Показано, что эффект резонансного взаимодействия плазменных и дефектных волн исчезает, если дефектный фотонный кристалл граничит с металлом. Результаты исследования существенно расширяют наши знания о характере резонансного взаимодействия плазменных и дефектных волн в дефектных фотонных кристаллах. Полученные результаты могут использоваться для создания новых устройств микроэлектроники и фотоники.

Ключевые слова: дефектные волны, дефектный фотонный кристалл, диэлектрическая постоянная кристаллической решетки, плазмо-подобная среда, резонансное взаимодействие

Статья поступила в редакцию 15.12.2014 г.
PACS 41.20.Jb
УДК 537.811:539.2
Radiofiz. elektron. 2015, 20(1): 62-67
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Surface state peculiarities in one-dimensional photonic crystal interfaces / A. P. Vinogradov, A. V. Dorofeenko, S. G. Erokhin et al. // Phys. Rev. B. – 2006. – 74, N 4. – P. 045128 (8 p.).
  2. Optical Tamm States in One-Dimensional Magnetophotonic Structures / T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin et al. // Phys. Rev. Lett. – 2008. – 101, N 11. – P. 113902 (3 p.).
  3. Поверхностные состояния в фотонных кристаллах / А. П. Виноградов, А. В. Дорофеенко, А. М. Мерзликин, А. А. Лисянский // Успехи физ. наук. – 2010. – 180, вып. 3. – С. 249–263.
  4. Tamm states in magnetophotonic crystals and permittivity of wire medium / D. P. Belozorov, M. K. Khodzitskiy, S. I. Tarapov // J. Phys. D.: Appl. Phys. – 2009. – 42, N 5. – P. 055003 (5 p.).
  5. Bass F. G. High-frequency phenomena in semiconductor superlattices / F. G. Bass, A. P. Tetervov // Phys. Rep. – 1986. – 140, N 5. – P. 237–322.
  6. Tamm plasmon-polaritons: Possible electromagnetic states at the interface of a metal and a dielectric Bragg mirror / M. Kaliteevski, I. Iorsh, S. Brand et al. // Phys. Rev. B. – 2007. – 76, N 16. – P. 165415 (5 p.).
  7. Tamm plasmon polaritons: Slow and spatially compact light / M. E. Sasin, R. P. Seisyan, M. A. Kaliteevski et al. // Appl. Phys. Lett. – 2008. – 92, N 25. – P. 251112 (3 p.).
  8. Tamm plasmon-polaritons: First experimental observation / M. E. Sasin, R. P. Seisyan, M. A. Kaliteevski et al. // Super-lattices and Microstructures. – 2010. – 47, N 1. – P. 44–49.
  9. Belozorov D. P. Tamm states in magnetophotonic crystals and permittivity of the wire medium / D. P. Belozorov, M. K. Khodzitsky, S. I. Tarapov // J. Phys. D. – 2009. – 42, N 5. – P. 055003 (5 p.).
  10. Аверков Ю. О. Зависимость частот поверхностных электро-магнитных состояний в фотонных кристаллах от параметров двухслойной диэлектрической элементарной ячейки / Ю. О. Аверков, Н. Н. Белецкий, В. М. Яковенко // Радиофизика и электрон. – 2011. – 2(16), № 2. – С. 40–47.
  11. Аверков Ю. О. Поверхностные электромагнитные волны в плазмоподобной среде, граничащей со слоисто-периодической структурой / Ю. О. Аверков, Н. Н. Белецкий, В. М. Яковенко // Радиофизика и электрон. – 2012. – 3(17), № 2. – С. 54–62.
  12. Белецкий Н. Н. Взаимодействие плазменных и дефектных мод в одномерной дефектной диэлектрической структуре, граничащей с плазмоподобной  средой / Н. Н. Белецкий, С. А. Борисенко, Н. И. Гвоздев // Радиофизика и электрон. – 2013. – 4(18), № 3. – С. 55–63.
  13. Белецкий Н. Н. Резонансное взаимодействие электромагнитных волн в дефектной диэлектрической слоисто-периодической структуре, находящейся в плоскопараллельном волноводе / Н. Н. Белецкий, С. А. Борисенко, Н. И. Гвоздев // Радиофизика и электрон. – 2014. – 5(19), № 2. – С. 61–67.