Прогноз и моделирование оптических характеристик и свойств наноструктур и наноматериалов

Объект исследования - диэлектрические гетерогенные наноматериалы в прозрачной жидкофазной диэлектрической матрице. Цель исследования - изучение оптической нелинейности гетерогенных жидкофазных нанокомпозитов (ГЖНК), моделирование оптических характеристик ГЖНК, изучение влияния параметров моделирования на суммарный нелинейный оптический отклик материала. Выполнен анализ экспериментально обнаруженных и опубликованных в печати уникальных оптических свойств диэлектрических наноматериалов, содержащих полосы поглощения в оптическом спектре. Предложена теоретическая модель низкопороговых нелинейно-оптических свойств диэлектрических наноструктур ГЖНК, где нелинейный вклад в оптические характеристики описывается нелинейной комплексной электрической поляризуемостью наночастиц. Выполнено численное моделирование двух конкурирующих процессов, вносящих главный вклад в наблюдаемую оптическую нелинейность диэлектрических наносистем: фактор ориентации вектора поляризуемости частицы и разности населенности электронов в экситонных состояниях в приближении двухуровневой системы. Построены диаграммы зависимости нелинейной добавки диэлектрической проницаемости ГЖНК от длины волны и интенсивности, при задаваемых параметрах: полосы поглощения, размера частиц, их концентрации и коэффициента анизомерии. Дополнительно построены двумерные (от длины волны и интенсивности) изображения спектра пропускания ГЖНК.