|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Теоретическая и прикладная метафотоникаНИР
Theoretical and applied metaphotonics
- Руководитель НИР: Лукьянчук Б.С.
- Участники НИР: Бекиров А.Р., Бессонов В.О., Соболева И.В., Фролов А.Ю.
- Подразделение: Физический факультет
- Срок исполнения: 1 января 2022 г. - 31 декабря 2024 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 122052000075-6
- Номер ЦИТИС: 122052000075-6
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Информационно-телекоммуникационные системы
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к передовым цифровым, интеллектуальным технологиям
- ПН России: Информационно-телекоммуникационные системы
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
- Критическая технология России: Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии
- Классификатор OECD: Оптика
-
Ключевые слова:
фано резонансы, суперосцилляции, резонансы ми, рассеяние света, нановихри, наноскопия, наноструи, теоретическая и прикладная метафотоника
-
Описание:
Разработка четкой и аккуратной теории эффектов, связанных с пространственной дисперсией.
-
Abstract:
Fano resonances arising from the interference of modes with wide and narrow spectra have important applications in physical, chemical and biological systems. Their excitation makes it possible to increase the sensitivity of resonant nanostructures. Progress to higher-order Fano resonances in plasmonics is difficult due to dissipation effects in metallic structures in the visible range. On the contrary, in dielectric materials, the dissipation effect can be weak, which makes it possible to realize high-order Fano resonances, for example, with resonant multipoles of order k = 30 . Weakly absorbing dielectric spheres with a relatively low refractive index (glass, quartz, etc.) make it possible to realize high-order Fano resonances for internal Mie modes in the optical spectral region. These resonances for specific values of the size parameter (the ratio of the particle size to the wavelength of laser radiation) give field strength gains of the order of 10^4–10^7, which follow from analytical calculations. Such "superresonances" provide magnetic nanojet generators with giant magnetic fields, which is attractive for many applications.
-
Планируемые результаты:
По результатам реализации проекта ожидается развить разрешающую оптическую микроскопию до уровня в десятки нм.
-
Научный задел:
Основные научные результаты относятся к нанофотонике в диэлектрических структурах с высоким показателем преломления: открытие сильных магнитных резонансов (магнитного света), направленного рассеяния света а наноструктурах, оптических вихрей в наноструктурах, преодоление диффракционного предела в наноструктурых, Фано резонанс в наноструктурах и др.
-
Основные результаты:
Разработана волновая теорию мнимого изображения в прозрачной диэлектрической сфере. Для случая мнимого изображения щели в непрозрачном экране продемонстрирована принципиальная возможность преодоления дифракционного предела в мнимом изображении. Данный эффект неоднократно наблюдался в опытах, но теоретическое описание данного явления ранее отсутствовало. Суммированы результаты исследования резонансного рассеяния света одиночными диэлектрическими наночастицами, а также эффектов мультиполярной интерференции и направленного рассеяния. Исследовано резонансное рассеяние на диэлектрических наноантеннах и ряд вопросов, относящихся к многочастичной конфигурации наноантенн, начиная с диэлектрических димеров. В работе исследованы сложные многочастичные антенны типа антенн Уда-Яги и обсуждаются возможные решения для осуществления супернаправленности таких оптических наноантенн. Исследовано влияние подложки и окружающей среды на свойства таких антенн. Подробно анализируется возможность реализации условий Керкера и подавление рассеяния в диэлектрических наноантеннах.
- Добавил в систему: Колесова Наталья Сергеевна
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Теоретическая и прикладная метафотоника |
| Результаты этапа: Мы экспериментально и численно подтвердили появление огромных усилений магнитного поля внутри и вокруг частиц с высоким показателем преломления. Это достигается в связи с созданием оптических вихрей в их ближней зоне при возбуждении в этих частицах резонансов высокого порядка. Экспериментально подтвердили ключевой момент, связанный с усилением магнитного поля в 10^5 по сравнению с магнитным полем в плоской электромагнитной волне. Существует множество возможных применений магнитных наноструй, включая усиление излучения от магнитных излучателей, магнитное поглощение и магнитные нелинейно-оптические эффекты. Другими возможными приложениями являются: спектроскопия, диагностика на основе эффекта Зеемана, электронный парамагнитный резонанс, исследование влияния сильных магнитных полей на материалы (полупроводники) и др. | ||
| 2 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Теоретическая и прикладная метафотоника |
| Результаты этапа: Получено матричное представление для отображения поля в его оптическое изображение. Приведена процедура построения матрицы рассеяния системы с заданным оптическим изображением. Показано, что суперразрешение можно добиться в случае сферической частицы путем соответствующей калибровки полей источников. На основании предложенного матричного формализма удалось описать нетривиальные локализованные решения, при которых частица не излучает в выбранном полупространстве. Показано что такие частицы могут возбуждаться в микрочастицах как структурированным полем, так и плоскими волнами. Предложен аналитический метод, позволяющий рассчитывать рассеяния света на частицах сложной формы. | ||
| 3 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Теоретическая и прикладная метафотоника |
| Результаты этапа: | ||
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".