System av PPC med lika effektivt brytningsindex och strukturperiod. en 1D PPC och b 3D opalliknande PPC. Kredit:Kazan Federal University
En grupp forskare under ledning av professor Myakzyum Salakhov har arbetat med problemet med optiska tillstånd i plasmoniska-fotoniska kristaller (PPC).
First Category Engineer Artyom Koryukin säger att forskningen ägnades åt att modellera ljustransmission genom fotoniska kristaller med ett kontinuerligt guldskikt på ytan. Fotoniska kristaller passerar inte en viss våglängd av ljus. Detta kallas det fotoniska bandgapet – ljusvåglängdsområdet där utbredning genom en kristall är svår. PPC, å andra sidan, tillåta passage av ljus av en viss våglängd genom detta fotoniska bandgap. Problemet med tredimensionella opalliknande PPC (OLPPC), dock, är att de inte släpper in ljus av vissa våglängder.
I det här arbetet, villkor definieras för passage av en ljusstråle med våglängden för det fotoniska bandgapet och viss polarisation genom en OLPPC. För att uppnå detta mål, olika versioner av PPC modellerades. Huvudvillkoren för att passera en sådan stråle är både kontinuiteten i guldskiktet med en tjocklek på cirka 40 nm, och användningen av ljus med polarisering. Transmittans av ljus över en PPC åtföljs av excitationer av de optiska Tamm-tillstånden. Endimensionell PPC har ett ljustransmissionspassband inuti det fotoniska bandgapet i båda polarisationerna. Tredimensionella PPC:er har inte ljustransmissionspassband inuti det fotoniska bandgapet på grund av ett icke-kontinuerligt guldskikt (formad som separata nano-caps eller nano-halvmånar på ytan av en PPC). Så de använda OLPPC:erna har denna unika egenskap - ett ljustransmissionspassband inuti det fotoniska bandgapet med viss polarisation på grund av exciteringen av hybridläget för de optiska tillstånden.
a) Överföringsspektra för 1D PC och PPC. Streckad linje är PC:ns spektrum. Tjock linje är spektrumet för PC med 30-nm Au-lagret. Röd linje är spektrumet för PC med 30 nm Au och 270 nm buffertskikt. Den tunna linjen är det beräknade transmissionsspektrumet för 30-nm Au-skiktet. b) Intensitet för transmissionstoppen för 1D PPC för olika värden på tjockleken på Au-skiktet. d) Överföringsspektra för 3D PC och PPC. Streckad linje är PC:ns spektrum. Tjock linje är spektrumet för PC med 40-nm Au-skiktet (p-polarisation). Röd linje är spektrumet för PC med 40 nm Au och 280 nm buffertskikt. Tunn linje är spektrumet för PC med 40-nm Au-lagret (s-polarisation). e) Intensiteten för transmissionstoppen för 3D PPC plottas som en funktion av tjockleken på Au-skiktet. Kredit:Kazan Federal University
OLPPC:er med hybridläget för de optiska tillstånden kan användas i högpolarisationskänsliga sensorer. "Vi antar att hybridläget kan vara användbart för att förbättra kontrollen av ljus i PPC:er. Nya typer av resonatorer baserade på OLPPC:er kan användas för den starka interaktionen mellan ljus och materia, " tillägger Mr. Koryukin.
Gruppen planerar att skapa en teoretisk beskrivning av modellen för sådana processer. Dessutom, de vill hitta effektiva tillämpningar för OLPPC, såsom starka ljus-materia-interaktioner med en enda fotonkälla.
a) Transmissionsspektrum för PPC med 30-nm Au-skiktet. b) Transmissionsspektra för fristående 40-nm Au kontinuerliga skiktet. c) Transmissionsspektra för PPC med lock. Solid line är spektrumet av PC med 40-nm Au caps. Streckad linje är spektrumet av fristående 40-nm Au caps Kredit:Kazan Federal University
