Отчет о научно-исследовательской работе "Спектральные и оптические свойства периодических и квазипериодических фотонных кристаллов на основе пористых наноструктурированных материалов"

Цель: теоретическое и экспериментальное исследование спектральных и оптических свойств периодических и квазипериодических фотонных кристаллов на основе пористых наноструктурированных материалов. Предложен метод суперпозиции модуляции показателя преломления для формирования структуры квазипериодических фотонных кристаллов путем сложения нескольких гармонических функций, отличающихся пространственными частотами. Рассмотрены решетки с гармоническим и прямоугольным профилем модуляции показателя преломления. Показано, что в спектре пропускания квазипериодического фотонного кристалла возникают несколько фотонных запрещенных зон (ФЗЗ), соответствующих рассматриваемым пространственным частотам. Получены образцы квазипериодических фотонных кристаллов на основе мезопористого кварца с прямоугольным профилем модуляции показателя преломления. Измеренные спектры пропускания фотонных кристаллов свидетельствуют о наличии ФЗЗ первого порядка, положения которых определяются условием Брэгга для рассматриваемых пространственных компонент. Показана возможность существования двух локализованных состояний, соответствующих таммовскому плазмон-поляритону в двух запрещенных зонах, локализованных на границе серебряной пленки и квазипериодического фотонного кристалла. Исследованы оптические таммовские состояния, локализованные на границе одномерного фотонного кристалла и пленки пористого серебра, состоящего из металлической матрицы с диспергированными в ней воздушными нанопорами сферической формы. Впервые продемонстрирована возможность реализации двух таммовских состояний, локализованных на границе фотонный кристалл – нанопористое серебро. Исследованы спектральные свойства одномерного фотонного кристалла, ограниченного поглощающим плазмонным гироидальным слоем. Впервые показана возможность формирования таммовских состояний на границе фотонного кристалла и плазмонного гироидального слоя, обусловленная наличием отрицательных значений вещественной части диэлектрической проницаемости гироида. Изучены особенности локализации поля на частотах таммовских состояний. Показано, что спектральные свойства оптических таммовских состояний чувствительны к изменению показателя преломления среды, заполняющей полости гироида, и углу падения.