The 13 reference contexts in paper Н. Селина В., Е. Тумаев Н. (2018) “ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАЗМОННОГО РЕЗОНАНСА НА АНОМАЛЬНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ ОПЫТА С ДВУМЯ ЩЕЛЯМИ В МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ЭКРАНЕ” / spz:neicon:nanorf:y:2018:i:2:p:48-54

  1. Start
    1808
    Prefix
    Роберт Вуд наблюдал это явление при рассеянии света на металлической дифракционной решетке. Тако Фиссер рассчитал эксперимент Юнга с металлическим экраном и показал, что именно плазмоны ответственны за его аномальный результат
    Exact
    [1]
    Suffix
    . Кроме этой модели к расчету применялись различные аналитические и полуаналитические методы, их результаты хорошо согласуются с данными эксперимента [2–7]. В настоящей статье предложен аналитический наглядный метод исследования структуры — металлический экран с двумя нанощелями.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    1965
    Prefix
    Тако Фиссер рассчитал эксперимент Юнга с металлическим экраном и показал, что именно плазмоны ответственны за его аномальный результат [1]. Кроме этой модели к расчету применялись различные аналитические и полуаналитические методы, их результаты хорошо согласуются с данными эксперимента
    Exact
    [2–7]
    Suffix
    . В настоящей статье предложен аналитический наглядный метод исследования структуры — металлический экран с двумя нанощелями. Он позволяет выявить сущность оптических процессов, происходящих в такой системе.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    2480
    Prefix
    Метод основан на решении уравнений Максвелла и построениях согласно принципу Гюйгенса — Френеля. Исходные формулами были взяты на основе решения уравнений Максвелла для электромагнитной волны в кусочно-однородной среде с плоскопараллельными границами раздела
    Exact
    [8]
    Suffix
    . Рассчитана интенсивность света в центральном дифракционном пятне, соответствующая плазмонному резонансу в структуре. Показано, что в этом случае не действуют известные оптические ограничения, накладываемые дифракционным пределом.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    4306
    Prefix
    Таким образом, для определения интенсивности света в точке наблюдения за экраном необходимо найти энергию плазмонной волны и рассчитать дифракционный интеграл. Для достижения первой цели обратимся к работе
    Exact
    [8]
    Suffix
    , а именно: к ее результату, определяющему напряженность магнитного поля волны в трехслойной металлодиэлектрической среде, представляющей собой параллельный оси OZ тонкий металлический слой между двумя диэлектрическими полупространствами.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    5820
    Prefix
    Поскольку согласно закону Снелля тангенциальная компонента волнового вектора на границе раздела сред сохраняется, должны быть справедливы уравнения: k2z2 + k2x1 = ε21 k2, k2z1 + k2x2 = ε21 k2. На основе теории, развитой в
    Exact
    [8]
    Suffix
    , также можно записать выражение для x-компоненты напряженности электрического поля волны в кусочно-однородной среде с плоскопараллельными границами раздела, которое определяется производной от напряженности магнитного поля по продольной координате: Зная напряженности поля волны, нетрудно рассчитать вектор Умова — Пойнтинга.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    7475
    Prefix
    Дифрагировавшие волны от двух щелей складываются либо гасятся в различных направлениях за экраном. Максимумы энергии в этом процессе соответствуют волнам с векторами kxn = 2πn/d1, где n — целое число
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Поэтому волноводная мода щелей на границах, параллельных оси OX, в (1) имеет волновой вектор kxn. Поле на границах, параллельных оси OX, складывается из полей различных дифракционных порядков, для каждого из них применима формула (1).
    (check this in PDF content)

  7. Start
    7855
    Prefix
    Поле на границах, параллельных оси OX, складывается из полей различных дифракционных порядков, для каждого из них применима формула (1). Если вектор kxn совпадает с волновым вектором собственной плазмонной моды экрана ksp, определяемого из уравнения
    Exact
    [8]
    Suffix
    : Рассмотрим аналитическую функцию двух аргументов: f (y, z) = ∫ y 0 exp (–zch(t)) dt. Ее сверху можно оценить модифицированной функцией Бесселя нулевого порядка K0(z), которая стремится к нулю при стремлении к бесконечности аргумента.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    8489
    Prefix
    При достаточно большом значении переменной z функция f (y, z) мала, и поэтому к отношению можно применить правило Лопиталя раскрытия неопределенностей . Применяя его, запишем соотношение: (5) Волновой вектор поверхностных плазмонов на одиночной границе металла с диэлектрической проницаемостью ε и воздуха определяется формулой
    Exact
    [8]
    Suffix
    : Для благородных металлов волновые вектора ksp и k соотносятся следующим образом: ksp > k, ksp + k << ksp. Следовательно, справедливы оценки: то в структуре возбуждается эта волна, и поле на границах экрана существенно увеличивается.
    (check this in PDF content)

  9. Start
    9430
    Prefix
    принципу Гюйгенса — Френеля каждая точка волнового фронта электромагнитной волны в веществе излучает вторичные сферические волны с вектором k = 2πm/λ (λ — длина волны, m — показатель преломления среды). Основываясь на математических результатах этого положения, поле за экраном, рассеянное посредством дифракции на щелях, можно рассчитывать по формуле
    Exact
    [9]
    Suffix
    : где 2d1 — ширина щели, k — волновой вектор, θ — угол дифракционной картины, I — интенсивность дифракционной картины. Плазмонная волна на границе экрана также излучает волны. Определим поле волны, излучаемой плазмонами в промежутке между щелями и в боковых сегментах экрана, дошедшей до точки P от точки Q плоской поверхности, излучающей вторичные волны, как показано на рис. 2
    (check this in PDF content)

  10. Start
    10806
    Prefix
    (3) запишем также равенство: bch(t) = √ x2 + b2. (4) Применяя формулу косинуса суммарного аргумента, получаем из (3) и (4): Используя их и соотношения (3)–(5), можно преобразовать формулу (2): где Имея в виду оценку и представление модифицированной функции Бесселя нулевого порядка в виде интеграла
    Exact
    [10]
    Suffix
    : запишем выражение (2) следующим образом: Если точка Р удалена от экрана на расстояние много большее длины волны, то функция Бесселя асимптотически стремится к волновой функции эванесцентной цилиндрической волны: Таким образом, от экрана, на границе которого возбуждены плазмонные волны, в точку Р, находящуюся на расстоянии b от него, приходит цилиндрическая волна.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    13072
    Prefix
    Как следует из принципа суперпозиции волн, в некоторой точке на центральной нормали к экрану будет наблюРис. 3. Дифракционная картина за освещенным золотым экраном с двумя нанощелями на расстоянии z = 2 мкм от него. Металл моделируется формулой Друде с плазменной частотой 9.1 эВ
    Exact
    [11]
    Suffix
    . Ширина щелей 250 нм, промежутка между щелями — 6 мкм, экрана — 10 мкм. Длина волны излучения — 1.18 мкм даться максимально интенсивное дифракционное пятно. Соответствующее максимуму интенсивности значение G(b, 0) равно 4.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    14732
    Prefix
    Интенсивность светового образа в правильно рассчитанных конструкциях увеличивается при увеличении числа металлических частей экрана, но этот эффект имеет тенденцию к насыщению. Разрешение такой суперлинзы не ограничено дифракционным пределом Рэлея
    Exact
    [9]
    Suffix
    , поскольку волна является эванесцентной. За экраном на фокусном расстоянии будет наблюдаться дифракционная картина с тремя ярко выраженными максимумами, один из которых расположен по центру интервала между щелями (рис. 3).
    (check this in PDF content)

  13. Start
    17357
    Prefix
    В результате энергия волны, падающей Рис. 4. Дифракционная картина за освещенным золотым экраном с двумя нанощелями на расстоянии z = 2 мкм от него. Металл моделируется формулой Друде с плазменной частотой 9.1 эВ
    Exact
    [11]
    Suffix
    . Ширина щелей 250 нм, промежутка между щелями — 6 мкм, экрана — 10 мкм. Длина волны излучения — 1.3 мкм Рис. 5. Интенсивность плазмонной волны, возбуждаемой в металлодиэлектрической структуре, дифракционная картина которой изображена на рис. 3 на тонкий металлический экран с двумя субволновыми щелями, локализуется в направлении нормали к нему, расположенной по центру про
    (check this in PDF content)