Разработка диэлектрических метаповерхностей с мультипольным откликом для оптики и нанофотоники

В рамках реализации проекта будут созданы и апробированы методы определения параметров нанообъектов и излучения, необходимых для получения заданных спектра возбуждаемых мультиполей и диаграммы направленности рассеяния. Будут получены условия реализации обобщенного эффекта Керкера (однонаправленного рассеяния) с учетом высших мультиполей, а также предложены методы контролируемого возбуждения либо подавления мультиполя заданного порядка. Поскольку диэлектрические метаповерхности могут наследовать свойства изолированных объектов, будут исследованы эффекты концентрации магнитного поля в различных наноструктурах с высоким показателем преломления и эффекты пространственного разделения электрического и магнитного полей для задач детектирования и оптического улавливания объектов. Будут предложены эффективные наноструктуры, в которых указанные эффекты могут быть реализованы. Путем варьирования параметров нанообъектов и излучения будет конфигурироваться отклик двумерных массивов из наночастиц для достижения заданных свойств: будут разработаны метаповерхности, увеличивающие эффективность солнечных батарей, приборы оптического детектирования молекул и наночастиц на основе метаповерхностей, плоские линзы, оптические фильтры и фазовые маски. Будет проведено исследование метаповерхностей, расположенных на плазмонных подложках, которые будут работать не для падающего света, а для распространяющихся по подложке плазмон-поляритонов. Будут предложены наноструктуры для управления распространением указанных поверхностных волн и разработаны волноведущие структуры для плазмонов, отражатели, а также структуры, позволяющие изгибать траекторию распространения плазмона. Данное исследование обладает большим значением для развития плазмоники, разработки элементов оптоинформационных цепей и интегральной оптики нового поколения. Полученные эффекты и разработанные метаструктуры будут экспериментально продемонстрированы и исследованы в микроволновом диапазоне.Таким образом, в рамках реализации проекта будет проведен полный цикл работ (от создания теоретических моделей до исследования экспериментальных образцов), посвященных конструированию нового типа диэлектрических метаповерхностей с конфигурируемым мультипольным откликом, оптические свойства которых существенно богаче существующих в настоящее время метаповерхностей.