|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Математические модели нанооптики, плазмоники и оптоэлектроникиНИР
- Руководитель НИР: Еремин Ю.А.
- Ответственный исполнитель: Лопушенко В.В.
- Подразделение: Лаборатория вычислительной электродинамики
- Срок исполнения: 1 января 2011 г. - 31 декабря 2015 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 2.8
- Номер ЦИТИС: 01201154985
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Математическое моделирование и численные методы
- ПН России: Информационно-телекоммуникационные системы
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 27.35.33 Математические модели электродинамики и оптики
- 27.35.35 Математическая теория дифракции
- 27.41.19 Численные методы решения дифференциальных и интегральных уравнений
- 29.31.15 Излучение и волновая оптика
-
Ключевые слова:
численные методы, нанооптика, метод дискретных источников
-
Описание:
Фундаментальной проблемой современной оптики является разработка методов и средств исследования наноструктур. Большой интерес у исследователей вызывает исследование плазмонных эффектов слоистых и локальных структур. В рамках нанооптики даже организовалось целое направление - плазмоника, которая изучает резонансные свойства частиц и пленок из благородных металлов. Полагают, что эффективное использование плазмонных резонансов позволит реализовать оптические устройства с уникальными свойствами. К этой же тематике примыкает и оптоэлектроника. В частности, разработка эффективных схем жидкокристаллических дисплеев и возбуждение плазмонных структур электронным пучком являются одним из быстро развивающихся направлений нанооптики - оптоэлектроники. Кроме того, использование математических моделей анализа взаимодействия частиц с интерфейсом позволяет восстанавливать такие тонкие квантовые эффекты как сила Казимира, проявляющаяся в вакууме на расстояниях в несколько нанометров. Вместе с тем интерпретация результатов измерений невозможна без разработки и реализации эффективных методов анализа рассеивающих свойств наноразмерных структур, основу которых составляют математические модели, описывающие взаимодействие оптического излучения с веществом. Разработка, строгое математическое обснование и компьютерная реализация подобных моделей является актуальным направлением математического моделирования в оптике.
-
Основные результаты:
На основе метода Объемных интегральных уравнений разработана математическая модель исследования рассеивающих свойств структуры, состоящей из плоской частицы, расположенной на поверхности прозрачной подложки. Установлены границы применимости развитого подхода. Проведено исследование рассеивающих свойств пологих частиц на подложке. На основе метода Дискретных источников разработана и реализована математическая модель анализа рассеивающих свойств неосесимметричных частиц, внедренных в подложку. Используя концепцию фиктивной частицы, проведен анализ рассеивающих свойств линейной наноразмерных ямки и бугорка. Выявлены условия, позволяющие проводить отличие линейного бугорка от ямки.
- Добавил в систему: Лопушенко Владимир Васильевич
Соисполнители НИР
| МГУ имени М.В.Ломоносова | Координатор |
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. | Математические модели нанооптики, плазмоники и оптоэлектроники |
| Результаты этапа: | ||
| 2 | 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. | Математические модели нанооптики, плазмоники и оптоэлектроники |
| Результаты этапа: | ||
| 3 | 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. | Математические модели нанооптики, плазмоники и оптоэлектроники |
| Результаты этапа: | ||
| 4 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Математические модели нанооптики, плазмоники и оптоэлектроники |
| Результаты этапа: На основе метода Объемных интегральных уравнений разработана математическая модель исследования рассеивающих свойств структуры, состоящей из плоской частицы, расположенной на поверхности прозрачной подложки. Установлены границы применимости развитого подхода. Проведено исследование рассеивающих свойств пологих частиц на подложке. На основе метода Дискретных источников разработана и реализована математическая модель анализа рассеивающих свойств неосесимметричных частиц, внедренных в подложку. Используя концепцию фиктивной частицы, проведен анализ рассеивающих свойств линейной наноразмерных ямки и бугорка. Выявлены условия, позволяющие проводить отличие линейного бугорка от ямки. | ||
| 5 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Математические модели нанооптики, плазмоники и оптоэлектроники |
| Результаты этапа: Предложена и реализована новая концепция МДИ, позволяющая исследовать диэлектрические рассеиватели с большими волновыми размерами. Для этого впервые использовались кластерные "спиновые" источники. Показано, что полное сечение рассеяния может вычисляться аналитически только на основе амплитуд дискретных источников. Приведены численные результаты, демонстрирующие существенный выигрыш, который дает новая концепция МДИ по сравнению с традиционной. Получено обобщение оптической теоремы на случай возбуждения локальных структур точечным источником в скалярной задача дифракции. Показано, что такой существенный параметр, как коэффициент Перселля, может быть представлен в аналитическом виде. Проведено обобщение полученных результатов на случай наличия границы раздела двух полупространств. Полученные результаты имеют первостепенное значение для проведения осреднения коэффициента Перселля по положению источника. Проведено обобщение оптической теоремы на случай электромагнитной задачи возбуждения электрическим диполем. Полученные результаты обобщены на случай рассеивателя расположенного над полупространством. Введено понятие обобщенного сечения экстинкции. Результаты позволяют существенно упростить вычисление эффективности оптической антенны или квантового выхода флюоресценции в режиме плазмонного резонанса. На основе метода Рэлея проведено исследование функции пропускающей способности шероховатой поверхности в диапазоне неизлучающих волн. Установлено, что при преломлении P-поляризованной волны шероховатой поверхностью прозрачной среды с малым поглощением появляется скачок интенсивности поля вблизи угла полного внутреннего отражения. С помощью метода объемных интегральных уравнений в спектральной области проведено исследование ряда плоских поверхностных дефектов различной формы. В частности, изучено поведение диаграммы рассеяния в зависимости от поляризации падающей плоской волны, а также вытянутости объекта, его показателя преломления и возвышения над подложкой. Метод обобщен на случай кластеров частиц, расположенных на подложке. Исследованы некоторые рассеивающие свойства кластеров плоских частиц в зависимости от структуры и размеров кластера. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".