Усиление акустооптического взаимодействия в ИК-диапазоне в фотонно-кристаллических структурах при возбуждении поверхностных электромагнитных волн

В проекте рассматривается новое направление в акустооптике - акустооптика структурированных сред. На сегодняшний день развитие акустооптики ограничивается следующими фундаментальными проблемами: квадратичное убывание эффективности взаимодействия с ростом длины волны света, квадратичный рост затухания ультразвука при увеличении акустической частоты. В тоже время в смежных областях фотоники, таких как магнитооптика и нелинейная оптика широкое распространение получили методы усиления эффективности модуляции света в плазмонных и фотонных кристаллах. Применение структурированных сред, спроектированных для усиления акустооптического взаимодействия может обеспечить высокую эффективность взаимодействия в области менее 0,1 мм (что существенно меньше длины затухания ультразвука даже на частотах более 2 ГГц). Данный проект направлен на разработку и исследование структур, обеспечивающих усиление акустооптического взаимодействия за счет локализации оптического излучения в поверхностной электромагнитной волне. В проекте планируется провести исследования как простых трехслойных металл-диэлектрических структур, в которых возбуждаются поверхностные плазмон-поляритоны, так и более сложных фотонно-кристаллических и многослойных структур, поддерживающих распространение поверхностных электромагнитных волн, в том числе, таммовских плазмонов. Будет проведено как аналитическое, так и экспериментальное исследование акустооптического взаимодействия в данных структурах. В том числе предполагается эксперимент по исследованию высокочастотной акустооптической модуляции инфракрасного излучения в слоистых средах. Эксперименты будут проводиться с использованием излучения на длине волны 10,6 мкм. Результаты исследования в рамках заявленной тематики представляют интерес как для акустооптики, так и для фотоники в целом, так как разработанные методики могут быть использованы при создании устройств управления оптическим излучением.