ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ НОВОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ФОТОНИКИ И СВЧ-ЭЛЕКТРОНИКИ (промежуточный 1)

Рассмотрены диэлектрические периодические структуры и светоиндуцированное движение диэлектрических микрочастиц в волноводах. Показано, что в периодической цепочке диэлектрических дисков существуют собственные волноводные моды, распространяющиеся вдоль цепочки выше радиационного континуума (связанные состояния в континууме – ССК). Моды характеризуются угловым орбитальным моментом и возбуждаются плоской волной, падающей под углом к цепочке. Рассмотрены цепочки из конечного числа диэлектрических сфер и цилиндров N, в которых добротность волноводных мод ведет себя как N₂ (ССК, защищенные симметрией, и блоховские ССК, защищенные топологией) или же как N₃ (ССК в виде стоячей волны, защищенной топологией). Исследована топологическая природа связанных ССК в цепочках диэлектрических сфер. Показано, что блоховские ССК стабилизированы фазовой сингулярностью квазимодального коэффициента связи. Численно продемонстрирован сценарий аннигиляции топологического заряда в центре зоны Бриллюэна, сопровождающийся исчезновением ССК. Исследованы волноводные свойства 2D-периодических и квазипериодических структур из плазмонных Ag наночастиц. Показано, что их трансмиссионные свойства даже в случае незначительной хаотизации сопоставимы с однодорожечными оптическими плазмонными волноводами. Это позволяет использовать самоорганизующиеся квазипериодические структуры в виде 2D-островковых пленок для передачи плазмон-поляритона между участками такой структуры. Изучены свойства бифотонных полей, генерируемых в нелинейном фотонном кристалле (ФК) орторомбического тетрабората стронция (альфа-SBO). Оптимальная длина волны накачки для формирования узкой интенсивной корреляционной функции Глаубера второго порядка (КФГ(2) бифотонных полей, генерируемых в альфа-SBO, лежит в области 532 нм. Предельно узкая КФГ(2), достижимая в альфа-SBO, характеризуется минимально возможным временем корреляции порядка сотен аттосекунд. Теоретически исследованы 1D- и 2D-амплитудно-фазовые дифракционные решетки, формирующиеся за счет периодической пространственной модуляции керровской восприимчивости при рамановском взаимодействии слабой пробной волны с полем накачки и управляющей стоячей волной. Определены условия усиления интенсивности высших дифракционных порядков. Их эффективность может быть больше, чем эффективность идеальной синусоидальной решетки. Варьируя интенсивность поля накачки или управляющего поля, можно контролировать интенсивность высших дифракционных порядков, вплоть до подавления. Установлена зависимость тензора Лоренца, поляризуемости и конформации молекул, положения уровней и поляризации электронных переходов от ориентационной и позиционной упорядоченности молекул в нематической, смектической А- и кристаллической В-фазах жидких кристаллов (ЖК) 4-бутилоксибензилиден-4´-октиланилина и этил-p-(4-этоксибензилиденамино-) циннамата. Проведен численный анализ изменения спектра пропускания одномерного ФК с дефектным слоем нематического ЖК при светоиндуцированном переходе Фредерикса. Разработаны физические принципы построения СВЧ-устройств с заданными характеристиками на основе взаимодействующих микрополосковых резонаторов и полосковых резонаторов на подвешенной подложке. Изготовлены действующие макеты, проведены лабораторные испытания опытных образцов полосно-пропускающих фильтров, датчиков слабых магнитных полей, устройств защиты от мощного радиоимпульса. Высокие характеристики разработанных устройств обеспечивают перспективность их применения в системах связи, радиолокации, радионавигации и в специальной радиоаппаратуре.