ИСТИНА

Целью проекта является исследование основных особенностей линейного и квадратичного оптического отклика метаповерхностей различного дизайна. Под метаповерхностями в широком смысле понимают класс планарных метаматериалов (толщиной менее ста нанометров), свойства которых позволяют активно управлять параметрами взаимодействующего с ними оптического излучения. В первую очередь это относится к возможности пространственной модуляции поляризации и фазы отраженного или прошедшего излучения, что может быть реализовано в случае хиральных структур. Тематика проекта связана с растущим интересом к изучению метаматериалов, в особенности к хиральным планарным структурам, в которых так называемый эффект формы может приводить к дополнительным свойствам в оптическом и нелинейно-оптическом отклике. В данном проекте планируется изучение таких метаповерхностей как массивы планарных металлических наноструктур в форме плоской спирали (в форме буквы «G») с различным направлением закручивания и плазмонных трехслойных нанодисков Au/MgF_2/Au. Нелинейно-оптические исследования будут сконцентрированы на изучении эффекта оптической второй гармоники (ВГ), при этом основной акцент будет сделан на изучении модуляции параметров ВГ при отражении или прохождении через хиральные метаповерхности и зависящей от выбора геометрии эксперимента (угла падения и азимутального поворота образцов). В случае магнитных хиральных метаповерхностей, образованных наноструктурами в форме буквы «G», будут изучено взаимное влияние эффектов гиротропии и хиральности формы на формирование их оптического и нелинейно-оптического отклика. Фундаментальный интерес представляет воздействие гиротропии хиральной структуры на поляризацию и фазу волны ВГ, а также на величину оптического кругового дихроизма второй гармоники. Особое внимание будет уделено эффекту т.н. «наведенной хиральности» (extrinsic chirality), который возникает в симметричных метаповерхностях при таком выборе геометрии взаимодействия, когда структура становится несимметричной относительно плоскости падения зондирующего излучения. Несмотря на наличие достаточно большого числа работ, посвященных оптическим свойствам различных метаповерхностей, изучение многих аспектов проявления хиральности в нелинейно-оптическом отклике практически не проводилось. Экспериментальные нелинейно-оптические методы, основанные на эффекте генерации ВГ, включают в себя спектроскопию интенсивности и фазы ВГ, изучение направленности и поляризации излучения на частоте второй гармоники. Формирование пространственной локализация нелинейных источников (возникновение «hotspots») на метаповерхностях будут исследованы с помощью микроскопии второй гармоники, позволяющей проводить измерения с субмикронным латеральным разрешением. В рамках данного проекта экспериментальные исследования будут сравнены с результатами численного моделирования электромагнитного отклика хиральных и магнитных наноструктур методом конечных разностей во временной области (FDTD).