.../Структура/ЛДО

Показано, что в ближнем поле структур нанофотоники, состоящих из дифракционных решеток с одномерной или двумерной периодичностью и металлических и/или диэлектрических слоев, возможно формирование высококонтрастных интерференционных картин затухающих или поверхностных электромагнитных волн (поверхностных плазмон-поляритонов, распространяющихся вдоль границы раздела металла и диэлектрика, или блоховских электромагнитных волн, распространяющихся вдоль границы раздела фотонного кристалла и диэлектрической среды). Размер деталей формируемых интерференционных картин в 6–10 раз меньше длины волны падающего излучения. Теоретически предсказаны и на основе численного моделирования продемонстрированы методы управления видом и периодом формируемых картин за счет изменения длины волны, угла падения и поляризации падающей волны. Полученные результаты подтверждены экспериментально для плазмонной структуры, состоящей из четырех дифракционных решеток, выполненных в металлическом слое. Предложенные структуры могут найти применение при создании систем контактной фотолитографии в ближнем поле для создания периодических структур с наноразмерными деталями, а также систем оптического захвата и манипулирования микро- и наночастицами.

Изображение изготовленной структуры нанофотоники для формирования высокочастотных интерференционных картин поверхностных плазмон-поляритонов, полученное на сканирующем электронном микроскопе. Структура состоит из четырех дифракционных решеток (наборов щелей) в металлической пленке. Параметры структуры: период решеток 612 нм, ширина щелей 200 нм, металл — серебро, толщина пленки — 100 нм.

Интерференционные картины поверхностных плазмонов, формируемые при падении на структуру волны с длиной 632,8 нм: (а) — линейная поляризация (период картины dip = 426 нм), (б) — круговая поляризация (период картины dip = 301 нм). Сверху на каждом из рисунков показаны экспериментальные изображения, измеренные методом ближнепольной сканирующей микроскопии, снизу — результаты численного моделирования.

Публикации:

1. Е.А. Кадомина, Е.А. Безус, Л.Л. Досколович, “Формирование высокочастотных интерференционных картин мод диэлектрических фотонных кристаллов при резонансах Фабри–Перо”, Компьютерная оптика 41(3), 322–329 (2017). https://doi.org/10.18287/2412-6179-2017-41-3-322-329
2. Е.А. Кадомина, Е.А. Безус, Л.Л. Досколович, «Формирование одномерных интерференционных картин блоховских поверхностных волн», ЖТФ 86(9), 107–112 (2016). https://doi.org/10.1134/S1063784216090103
3. Е.А. Безус, А.А. Морозов, Б.О. Володкин, К.Н. Тукмаков, С.В. Алферов, Л.Л. Досколович, «Формирование высокочастотных двумерных интерференционных картин поверхностных плазмон-поляритонов», Письма в ЖЭТФ 98(6), 357–360 (2013). https://doi.org/10.1134/S0021364013190028
4. Е.А. Безус, Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский, «Формирование интерференционных картин затухающих электромагнитных волн для наноразмерной литографии с помощью волноводных дифракционных решеток», Квантовая электроника 41(8), 759–764 (2011). https://doi.org/10.1070/QE2011v041n08ABEH014500
5. E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, “Evanescent-wave interferometric nanoscale photolithography using guided-mode resonant gratings”, Microelectronic Engineering 88(2), 170–174 (2011). https://doi.org/10.1016/j.mee.2010.10.006.
6. E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, “Grating-assisted generation of 2D surface plasmon interference patterns for nanoscale photolithography”, Optics Communications 283(10), 2020–2025 (2010). https://doi.org/10.1016/j.optcom.2010.01.040
7. E.A. Bezus, D.A. Bykov, L.L. Doskolovich, I.I. Kadomin, “Diffraction gratings for generating varying-period interference patterns of surface plasmons”, Journal of Optics A: Pure and Applied Optics 10(9), 095204 (5pp) (2008). https://doi.org/10.1088/1464-4258/10/9/095204.