Интерференция локализованных поверхностных плазмон-поляритонов и образование нанорешеток рельефа

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Макин В.С., Макин Р.С. Интерференция локализованных поверхностных плазмон-поляритонов и образование нанорешеток рельефа // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 11. С. 3–8. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-11-03-08

Makin V.S., Makin R.S. Localized surface plasmon polariton interference and relief nanograting formation [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2021. V. 88. № 11. P. 3–8. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-11-03-08

Ссылка на англоязычную версию:

V. S. Makin and R. S. Makin, "Localized surface plasmon polariton interference and relief nanograting formation," Journal of Optical Technology. 88(11), 615-619 (2021). https://doi.org/10.1364/JOT.88.000615

Аннотация:

Выполнен анализ опубликованных экспериментальных работ по изучению двухпучковой фемтосекундной интерференции на поверхностях металлов и диэлектрика, сопровождающейся образованием дополнительных дифракционных наноструктур с существенно субволновыми пространственными периодами. Явление образования дополнительных структур объяснено с привлечением современных понятий о возбуждении пространственных (блоховских) мод локализованных поверхностных плазмон-поляритонов, волн эванесцентного типа, направляемых динамическими выступами (впадинами) интерференционного рельефа. Простота экспериментальной реализации управляемого формирования упорядоченных наноструктур с масштабами, существенно преодолевающими классический дифракционный предел Аббе, позволяет использовать их при создании устройств и приборов с новыми функциональными свойствами, в том числе квантовых.

Ключевые слова:

оксид цинка, воздействие лазерного излучения, поверхностные плазмон-поляритоны (канальные, клиновые), интерференция, субволновые структуры, универсальная поляритонная модель

Коды OCIS: 140.3990, 190.4350, 240.6680, 050.6624, 320.2250

Список источников:

1. Bonse J., Holm S., Kirner S., Rosenfeld A., Kruger J. Laser-induced periodic surface structures (LIPSS) — a scientific evergreen // IEEE J. Selected Topics in Quantum Electronics. 2017. V. 23. № 3. Article 9000651.
2. Макин В.С., Макин Р.С., Воробьев А.Я. Универсальность Фейгенбаума и порядок Шарковского в лазерно-индуцированных периодических структурах на поверхностях и в объеме конденсированных сред / в сб. Нелинейность в современном естествознании, под ред. Малинецкого Г.Г. М.: изд. ЛКИ, 2009. С. 303–322.
3. Макин В.С., Логачева Е.И., Макин Р.С. Локализованные поверхностные плазмон поляритоны и нелинейное преодоление дифракционного оптического предела // Опт. спектр. 2016. Т. 118. № 4. С. 118–123.
4. Makin V.S., Pestov Yu.I., Makin R.S. Abnormal spatial nanogratings formation by long pulse laser radiation on condensed matter surfaces // Proc. Internat. Conf. “Days on Diffraction”. 2016. P. 298–303.
5. Kirichenko N.A., Barmina E.V., Shafeev G.A. Theoretical and experimental investigation of the formation of high spatial frequency periodic structures on metal surfaces irradiated by ultrashort laser pulses // Physics of Wave Phenomena. 2018. V. 26. № 4. P. 264–273.
6. Buividas R., Rosa L., Slipas R., Kurdis T., Slekis G., Datsyk V.V., Juodkazis S. Mechanism of fine ripple formation on surfaces of (semi)transparent materials via half-wavelength cavity feedback // Nanotechnol. 2010. V. 22. № 5. P. 5504.
7. Jia T.Q., Baba M., Suzuki M., Ganeev R.A., Kuroda H., Qiu J.R., Wang X., Li R., Xu Z. Fabrication of twodimensional periodic nanostructures by two-beam interference of femtosecond pulses // Opt. Exp. 2008. V. 16. № 3. P. 1874–1878.
8. Jia X., Jia T., Zhang Y., Xoing P., Feng D., Sun Z., Xu Z. Optical absorption of two dimensional periodic microstructures on ZnO crystal fabricated by the interference of two femtosecond laser beams // Opt. Exp. 2010. V. 18. № 14. P. 14401.
9. Wang S., Jiang L., Han W., Hu J., Wang Q., Lu Y. Hierarchical laser induced periodic surface structures induced by femtosecond laser on the surface of a ZnO film // Appl. Phys. Exp. 2018. V. 11. Р. 052703.
10. Miyazaki K., Miyaji G., Inoue T. Nanograting formation on metals in air with interfering femtosecond laser pulses // Appl. Phys. Lett. 2015. V. 107. P. 071103.
11. Поверхностные поляритоны / под ред. Аграновича В.М., Марадудина А.А. М.: Наука, 1985. 526 с.
12. Макин В.С., Макин Р.С. Нелинейное взаимодействие линейно поляризованного лазерного излучения с конденсированными средами и преодоление дифракционного предела // Опт. спектр. 2012. Т. 112. № 2. С. 193–198.
13. Abdelmalek A., Bedrane Z., Bharadwaj V., Amara E.-H., Ramponi R., Eaton S.M. Generalized plasmonic modeling of the effect of refractive index on laser-induced periodic nanostructures // J. Materials and Applications. 2019. V. 8. № 2. P. 73–79.