Фокусировка оптического излучения системами на основе фотонных кристаллов

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Ветлужский А.Ю. Фокусировка оптического излучения системами на основе фотонных кристаллов // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 8. С. 32–39. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-08-32-39

Vetluzhskiy A.Yu. Focusing the optical radiation emitted by systems based on photonic crystals [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2021. V. 88. № 8. P. 32–39. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-08-32-39

Ссылка на англоязычную версию:

A. Yu. Vetluzhskiĭ, "Focusing the optical radiation emitted by systems based on photonic crystals," Journal of Optical Technology. 88(8), 429-434 (2021). https://doi.org/10.1364/JOT.88.000429

Аннотация:

Обсуждаются методы фокусировки электромагнитного излучения с помощью двумерных фотонных кристаллов. Основной особенностью описываемых методов является использование структур конечных размеров, определяющих возможность и эффективность фокусировки. При этом физические механизмы, лежащие в основе рассматриваемых способов локализации поля в ограниченной области пространства, существенно различаются — это и необычные отражающие и преломляющие свойства металлических фотонных кристаллов, на частотах первой разрешённой зоны проявляющих свойства сред со сверхнизкими значениями показателя преломления, и дифракционные эффекты на кромках диэлектрических фотонно-кристаллических структур.

Ключевые слова:

фокусировка, дифракция, фотонные кристаллы, показатель преломления, линзы, коллиматоры

Благодарность:

Работа поддержана Министерством образования и высшей школы РФ (грант № 075-15-2020-787).

Коды OCIS: 050.5298; 050.1965

Список источников:

1. Yablonovitch E. Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics // Phys. Rev. Lett. 1987. V. 58. № 20. P. 2059–2062.
2. Vetrov S.Y., Pankin P.S., Timofeev I.V. The optical Tamm states at the interface between a photonic crystal and a nanocomposite containing core-shell particles // Journal of Optics. 2016. V. 18. № 6. P. 65106.
3. Sakoda K. Optical properties of photonic crystals. Springer, 2005. 254 р.
4. Noda S., Fujita M., Asano T. Spontaneous-emission control by photonic crystals and nanocavities // Nature Photonic. 2007. V. 1. № 8. P. 449–458.
5. Ветлужский А.Ю., Ломухин Ю.Л. Возбуждение штыревого слоя // Радиотехника и электроника. 2004. Т. 49. № 3. С. 282–287.
6. Simovski C.R., Belov P.A., Atrashchenko A.V., Kivshar Y.S. Wire metamaterials: Physics and applications // Advanced materials. 2012. V. 24. P. 4229–4248.
7. Pendry J.B. Negative refraction makes a perfect lens // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85. № 18. P. 3966–3969.
8. Smith D.R., Padilla W.J., Vier D.C. et al. Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. № 18. P. 4184–4187.
9. Parimi P.V., Lu W.T., Vodo P. et al. Negative refraction and left-handed electromagnetism in microwave photonic crystals // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92 (12). P. 127401 (1–8).
10. Guven K., Aydin K., Alici K.B. et al. Spectral negative refraction and focusing analysis of a two-dimensional left-handed photonic crystal lens // Phys. Rev. B. 2004. V. 70. P. 205125 (1–10).
11. Fabre N., Fasquel S., Legrand C. et al. Towards focusing using photonic crystal flat lens // Opto-Electronics Review. 2006. V. 14. P. 225–232.
12. Silveirinha M.G., Belov P.A., Simovski C.R. Sub-wavelength imaging at infrared frequencies using an array of metallic nanorods // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. № 3. P. 035108 (1–12).
13. Kotlyar M.I., Triandaphilov A.A., Kovalev A.A. et al. Photonic crystal lens for coupling two waveguides // Applied Optics. 2009. V. 48. № 19. Р. 3722–3730.
14. Nalimov A.G., Kotlyar V.V. Subwavelength focus of light by a planar microlens // Journal of Modern Optics. 2017. V. 64. № 5. P. 478–483.
15. Lin X., Zhang X., Chen L. et al. Super-collimation with high frequency sensitivity in 2D photonic crystals induced by saddle-type van Hove singularities // Opt. Express. 2013. V. 21. № 25. P. 30140–30147.
16. Gao S., Dou Y., Li Q., Jiang X. Tunable photonic crystal lens with high sensitivity of refractive index // Opt. Express. 2017. V. 25. № 6. P. 07112–07122.
17. Ветлужский А.Ю. Эффективные электрофизические свойства металлических электромагнитных кристаллов // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2015. № 1.