Rasseyanie kvazimonokhromaticheskogo gaussova puchka sveta na dvumernom fotonnom kristalle

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследовано рассеяние немонохроматического гауссова пучка света на двумерном фотонном кристалле. Рассчитано поле и проанализирована спектральная зависимость интенсивности излучения. Прослежены заметные различия в рассеянии квазимонохроматической волны по сравнению с двумя предельными случаями: монохроматической волной и волной с широким спектром. Определены условия, при которых простой метод, часто используемый в фотонике, когда падающее поле рассматривается как плоская монохроматическая волна, может приводить к значительному искажению дифракционной картины, выражающемуся в смещении длины волны и изменении количества максимумов интенсивности излучения. Обсуждается роль неплоского (гауссова) фронта волны и влияние размера пятна, освещаемого на поверхности решетки падающим лучом, на характеристики рассеянного излучения.

References

  1. S. Fan and J.D. Joannopoulos, Phys. Rev. B 65, 235112 (2002).
  2. Q. Shi, J. Zhao, and L. Liang, Progress in Quantum Electronics 77, 100298 (2021).
  3. Е.Э. Маслова, М. Ф. Лимонов, М. В. Рыбин, Письма в ЖЭТФ 109, 347 (2019).
  4. S. Noda, M. Fujita, and T. Asano, Nat. Photonics 1, 449 (2007).
  5. S.T. Ha, Y.H. Fu, N.K. Emani, Z. Pan, R.M. Bakker, Nat. Nanotechnol. 13, 1042 (2018).
  6. M. Panmai, J. Xiang, S. Li, X. He, Y. Ren, M. Zeng, J. She, J. Li, and S. Lan, Nat. Commun. 13, 2749 (2022).
  7. S.A. Dyakov, I.M. Fradkin, D.V. Yurasov, V.A. Zinovyev, S.G. Tikhodeev, and N.A. Gippius, Phys. Rev. B 108, 155416 (2023).
  8. V. Miljkovic, T. Shegai, P. Johansson, and M. Kall, Opt. Express 20, 10816 (2012).
  9. S. Gladyshev, O. Pashina, A. Proskurin, A. Nikolaeva, Z. Sadrieva, M. Petrov, A. Bogdanov, and K. Frizyuk, ACS Photonics 11, 404 (2024).
  10. J. Sun and C. Zheng, JOSA A 26, 156 (2009).
  11. P.Y. Chen, M.A. Byrne, A.A. Asatryan, L.C. Botten, K.B. Dossou, A. Tuniz, R.C. McPhedran, C.M. de Sterke, C.G. Poulton, and M. J. Steel, Waves in Random and Complex Media 22, 531 (2012).
  12. А.В. Андреев, А.В. Балакин, Д. Буше, П. Масселин, И.А. Ожередов, А.П. Шкуринов, Письма в ЖЭТФ 71, 539 (2000).
  13. Y.A. Brynkin and M. I. Tribelsky, Phys. Rev. A 100, 013834 (2019).
  14. С.А. Ахманов, С.Ю. Никитин, Физическая оптика, МГУ, М. (1998).
  15. D.Yu. Sergeeva, A.A. Tishchenko, and M.N. Strikhanov, Nucl. Instruments Methods Phys. Res. В 402, 206 (2017).
  16. D. I. Garaev, D.Yu. Sergeeva, and A.A. Tishchenko, Phys. Rev. B 103, 75403 (2021).
  17. И.Д. Морохов, В.И. Петинов, Л.И. Трусов, В. Ф. Петрунин, УФН 133, 653 (1981).
  18. М.И. Рязанов, Электродинамика конденсированного вещества, Наука, М. (1984).
  19. Г.А. Лорентц, Теория электронов и её применение к явлениям света и теплового излучения, ГТТИ, М. (1953).
  20. О.В. Долгов, Е. Г. Максимов, УФН 135, 441 (1981).
  21. Р. Балеску, Равновесная и неравновесная статистическая механика, Мир, М. (1978).
  22. М.И. Рязанов, А.А. Тищенко, ЖЭТФ 130, 621 (2006).
  23. M. I. Ryazanov and A.A. Tishchenko, Laser Phys. 12, 1442 (2002).
  24. M. I. Ryazanov, M.N. Strikhanov, and A.A. Tishchenko, Nucl. Instr. and Meth. B 266, 3811 (2008).
  25. A.A. Tishchenko and D.Yu. Sergeeva, Phys. Rev. B 100, 235421 (2019).
  26. D.Yu. Sergeeva and A.A. Tishchenko, Phys. Rev. B 108, 155435 (2023).
  27. D.Yu. Sergeeva, A. S. Aryshev, A.A. Tishchenko, K.E. Popov, N. Terunuma, and J. Urakawa, Opt. Lett. 46, 544 (2021).
  28. С. Г. Романов, Письма в ЖЭТФ 79, 751 (2004).
  29. R.M. Arkhipov, I. Babushkin, M.K. Lebedev, Yu.A. Tolmachev, and M.V. Arkhipov, Phys. Rev. A 89, 043811 (2014).
  30. P. Henri, O. Haeberle, P. Rullhusen, N. Maene, and W. Mondelaers, Phys. Rev. E 60, 6214 (1999).
  31. А.П. Потылицын, Г.А. Науменко, Л.Г. Сухих, А. Арышев, М.Шевелев, Н. Терунума, Дж. Уракава, Письма в ЖЭТФ 104, 826 (2016).
  32. И.М. Франк, Известия АН СССР. Серия физическая 6, 3 (1942).
  33. S. J. Smith and E.M. Purcell, Phys. Rev. 92, 1069 (1953).
  34. A.P. Potylitsyn, M. I. Ryazanov, M.N. Strikhanov, and A.A. Tishchenko, Diffraction Radiation from Relativistic Particles, Springer Tracts in Modern Physics, Springer, Berlin (2010), v. 239.
  35. G. Doucas, Smith-Purcell Radiation: Basic Theory and Applications, Oxford University Press, Oxford (2025).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).