Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Մակերևութային էլեկտրամագնիսական ալիքները պարբերական և բազմաշերտ կառուցվածքներում

Սահակյան, Խաչիկ Սուրիկի (2017) Մակերևութային էլեկտրամագնիսական ալիքները պարբերական և բազմաշերտ կառուցվածքներում. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img]
Preview
PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (27Mb) | Preview
    [img]
    Preview
    PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (4Mb) | Preview

      Abstract

      Մետաղական բարակ շերտում բացված ենթաալիքային անցքերով լույսի արտասովոր անցման (ԼԱԱ) երևույթի բացահայտումից [1] հետո այն մեծ հետաքրքրություն առաջացրեց գիտական աշխարհում։ Փորձնական արդյունքները ցույց էին տալիս, որ ի տարբերություն մինչ այդ գոյություն ունեցող ենթաալիքային անցքերով էլեկտրամագնիսական ալիքի անցումը նկարագրող տեսական արդյունքների, որոշ դեպքերում, դիտարկվում է ենթաալիքային անցքից ալիքի անցման հսկայական աճ՝ 10 – ից 100 անգամ գերազանցելով ակնկալվող արդյունքները։ Երևույթի բացահայտումը խթանել է ենթաալիքային խոռոչների հիմնարար տեսական և փորձնական ինտենսիվ հետազոտությունների իրականացմանը, ինչպես նաև կտրուկ աճել է այս խոռոչների և նրանցով կազմված պարբերական համակարգերի` բազմաթիվ օպտիկական սարքավորումներում որպես հիմնարար տարր հնարավոր կիրառության հետաքրքրությունը։ Այս նանոհամակարգերի հատկությունների վրա են հիմնված ժամանակակից տեսական և կիրառական ֆիզիկայի այնպիսի պահանջված ուղղություններ ինչպիսիք են՝ մոտակա դաշտի միկրոսկոպիան, մակերևույթին ուժեղացված ռամանյան սպեկտրոսկոպիան (ՄՈՒՌՍ) , միկրո լազերները, մի մոլեկուլի զոնդավորումը և ֆլյուրեսցենցիան, լուսադիոդներից լույսի էֆեկտիվ դուրս բերումը և այլն [2]: Ենթաալիքային անցքերով լույսի արտասովոր անցման երևույթի վրա են հիմնված վերջերս հայտնաբերված լույսի նեղուղղված փունջ ստանալու տեխնիկան [3] և անցքերի պարբերական համակարգերի վրա լույսի իդեալական կլանումը [2]։ Վերջերս տերահերցային տիրույթում կատարված փորձերն ի հայտ բերեցին ենթաալիքային ճեղքում լույսի արտասովոր անցման ոչ ռեզոնանսային (լայնաշերտ) բնույթը [4], ինչը մինչ այդ չէր կանխատեսվում ԼԱԱ – ը նկարագրող տեսական բանաձևերով։ Մինչ այդ պահը ԼԱԱ բացատրող բոլոր մեխանիզմներում անցումը ռեզոնանսային էր և կապված էր մակերևութային պլազմոն պոլյարիտոնների (ՄՊՊ) էֆեկտիվ գրգռման և ընկնեղ դաշտի հետ էլեկտրամագնիսական ինտերֆերենցի հետ [2,5]։ Խնդիր առաջացավ գրել նոր տեսական բանաձևեր, որոնք կնկարագրեն լույսի ոչ ռեզոնանսային արտասովոր անցումը ենթաալիքային ճեղքերով և ճեղքերի պարբերական համակարգերով։ Աշխատանքի առաջին գլուխը նվիրված է հենց այս խնդրի լուսաբանմանը։ Последние два десятилетия были началом новых оптических явлений, улучшающих наше понимание процессов взаимодействия света. Необыкновенная передача света через субволновые металлические периодические отверстия вызвала большой интерес для изучения физики лежащей в основе, разработки новых теорий и выяснения возможных приложений. Эти наноструктуры играют ключевую роль в микроскопии ближнего поля, поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии, микролазеров, зондирования и флуоресценции одного молекула, взаимодействия между одним фотоном и электроном, идеального пропускания света и т. д. Диссертация посвящена исследованию физических процессов необыкновенной передачи светавого излучения через щель и периодическую структуру щелей, которая лежит в основе нано и микромасштабных оптических интегральных устройств следующего поколения. Основные результаты, полученные в диссертации, следующие: Субволновые щели в тонком непрозрачном металлическом экране способствуют в ~ 100 раз нерезонансного усиление поля, фаза которого контролируется. Передаваемая мощность через эти нанощели равна мощности падающей плоской волны, которая падает на длину равной одной длины волны. Полученные результаты практически не зависят от типа металлического экрана. Периодическая структура щелей может поддерживать практически без потерянную передачу, когда период меньше длины волны. Численный анализ показывает, что зависимость интенсивности передачи от угла падения не претерпевается существенных изменений до ее высшей величины (62 ° для р -поляризованной волны и 44 ° для s -поляризованной волны), после чего интенсивность быстро падает. Высшая величина угла падения не зависит от длины волны, ширины щели, типа или толщины металлического экрана в широком диапазоне этих параметров. Независимо от структурных параметров и длины волны распределение полей прошедшей волны представляется функциями Ганкеля и однородно по углу. The past two decades gave a rise to new optical phenomena enhancing our understanding of light-media interaction processes. The extraordinary transmission (EOT) of light through a subwavelength metallic hole arrays has inspired great interest to explore the underlying physics, develop new theories and find out possible applications. These nano structures became the base components of near field microscopy, surface-enhanced Raman spectroscopy, microlasers, single molecule imaging and fluorescence, single photon and electron interaction, light perfect transmittance, etc. The dissertation is devoted to the investigation of physical processes behind the light extraordinary transmission through the slit and periodic array of slits which lays in basics of next generation nano and microscale optical integrated devices. The main results obtained in the dissertation are as follows: ~100 times nonresonant field enhancement is registered in subwavelength slits milled in thin opaque metal screen, the phase of which can be controlled. The transmitted power through these nanoslits is equal to the power of falling plane wave that falls on the length of one wavelength. The obtained results practically are independent on metal screen type. Periodic structure of slits can support practically lossless transmission when the period is smaller than the wavelength. Numerical analysis revealed that transmission intensity dependence on incident angle does not undergo significant changes until its supreme value (62° for the p -polarized wave and 44° for the s -polarized wave) after which intensity falls rapidly. The supreme value of incident angle does not depend on wavelength, slit width, metal screen type or thickness in the wide range of these parameters. Independently of the structural parameters and wavelength the distribution of transmitted wave fields are represented by the Hankel functions and are homogeneous by angle.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Поверхностные электромагнитные волны в периодических и многослойных структурах. Surface electromagnetic waves in periodic and multilayer structures.
      Uncontrolled Keywords: Саакян Хачик Сурикович, Sahakyan Khachik S.
      Subjects: Physics
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 11 Sep 2017 09:56
      Last Modified: 11 Sep 2017 10:05
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/5558

      Actions (login required)

      View Item