ИСТИНА

В последние десятилетия проводятся активные исследования микро- и нано- размерных структур с возможностью их использования в устройствах фотоники. Большинство исследований в настоящее время проводится для структур, состоящих преимущественно из металлов, для которых усиление оптического и нелинейно-оптического отклика достигается за счет эффектов локального поля, например, в плазмонных наноантеннах или в пространственно-периодических сверхструктурах, таких как плазмонные кристаллы и оптические волноводы [1], [2]. Нано- и микроструктуры на основе органических материалов являются весьма перспективными в плане возможных применений ввиду возможности гибкого управления их свойствами за счет изменения химического состава, а также геометрических параметров. Одним из важных направлений в области изготовления структур на основе органических материалов является использование явления самоорганизации, позволяющее формировать структуры различной формы. К настоящему времени были изготовлены структуры на основе органических материалов, имеющих форму полых трубок, сфер, полусфер, и проч. Отличительной особенностью такого рода структур является возможность их использования в качестве оптических резонаторов, волноводов и даже лазеров, работающих при комнатной температуре [3]. Несмотря на то, что органические нелинейно-оптические материалы менее устойчивы по сравнению с неорганическими структурами аналогичного дизайна, их важным преимуществом является относительно просто реализуемая возможность управления линейными и нелинейными оптическими свойствами. Цель данной работы состояла в экспериментальном исследовании особенностей оптического и нелинейно-оптического отклика органических микроструктур, изготовленных методом самоорганизации. Структуры были изготовлены в сотрудничестве с коллегами из университета Хайдарабад (проф. Р. Чандрасекар). Они имеют форму усеченного конуса с характерным размером верхнего основания единицы микрометров и углом раствора конуса около 45 градусов. Конусы расположены на стеклянной подложке с расстоянием между соседними микрочастицами, превышающим их характерный диаметр. Были проведены исследования оптических свойств как массива таких микроструктур, так и изолированных усеченных конусов, методами спектроскопии пропускания, поглощения и фотолюминесценции, а также методом нелинейно-оптической спектроскопии. В спектрах поглощения массива частиц наблюдается максимум в спектральной области 600-700 нм, соответствующий поглощению красного DCM красителя [3], [4]. Однако при исследовании отдельного элемента массива методом микроскопии фотолюминесценции было показано, что проявляется тонкая структура спектра, а именно, наблюдается набор пиков в спектре, соответствующих возбуждению мод шепчущей галереи (МШГ) в усеченных конусах. Кроме того, оказалось, что максимальные значения фотолюминесценции наблюдаются вблизи краев конусов, что соответствует преимущественной локализации электромагнитного поля в этих пространственных областях. Численное моделирование, проведенное для данного типа структур, показало, что электромагнитное поле в структурах в виде усеченного конуса локализовано преимущественно вблизи острых углов структур. Модовый состав локализованного излучения определяется геометрическими размерами микроструктур, а расстояние в спектре между ближайшими модами также соответствует возбуждению в них МШГ.