Использование метаматериалов для управления скоростью распространения света в оптических структурах
Автор: Глущенко Александр Григорьевич, Глущенко Евгения Павловна
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 2 т.41, 2017 года.
Бесплатный доступ
В статье в геометрическом приближении показана одна из возможностей уменьшения скорости света в оптической волнонаправляющей структуре в направлении её оси за счёт использования метаматериалов в качестве элементов оптической структуры. Проводится исследование особенности распространения света в плоской модели оптической линии с оболочкой из материала с отрицательным показателем преломления. Показано, что за счёт введения метаматериала в структуре меняется характер распространения световых волн таким образом, что возможно существенное уменьшение скорости распространения света вдоль оси структуры вплоть до его остановки и изменения направления распространения света в противоположную сторону. Получены соотношения для расчёта времени прохождения луча в зависимости от геометрических и оптических параметров структуры, получены соотношения для расчёта критических параметров, условия «остановки» света.
Оптический волновод, метаматериал, время задержки
Короткий адрес: https://sciup.org/14059552
IDR: 14059552 | DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-2-202-207
Список литературы Использование метаматериалов для управления скоростью распространения света в оптических структурах
- Heinze, G. Stopped Light and Image Storage by Electromagnetically Induced Transparency up to the Regime of One Minute/G. Heinze, C. Hubrich, T. Halfmann//Physical Review Letters. -2013. -Vol. 111, Issue 3. -033601. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.033601
- Rui, Y. Realization of "Trapped Rainbow" in 1D slab waveguide with Surface Dispersion Engineering/Y. Rui, Zhu Wenkan, Li Jingjing//arXiv:1410.8196. -2014. -Vol. 1(10). -P. 1-11. - DOI: 10.1364/OE.23.006326
- Musorin, A.I. Ultrafast Faraday Rotation of Slow Light/I. Musorin, M.I. Sharipova, T. Dolgova, M. Inoue, A. Fedyanin//Physical Review Applied. -2016. -Vol. 6, Issue 2. -024012. - DOI: 10.1103/PhysRevApplied.6.024012
- Hau, L.V. Light speed reduction to 17 meters per second in an ultracold atomic gas/S. Harris, Z. Dutton, C. Behroozi//Nature. -1999. -Vol. 397. -P. 594-598. -DOI: 10.1038/1756.
- Wu, P. Controllable Snail-Paced Light in Biological Bacteriorhodopsin Thin Film/P. Wu, N. Rao//Physical Review Letters. -2005. -Vol. 95, Issue 25. -253601. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.95.253601
- Александров, Е.Б. В погоне за «медленным светом»/Е.Б. Александров, В.С. Запасский//Успехи физических наук. -2006. -Т. 176, № 10. -С. 1093-1102. - DOI: 10.3367/UFNr.0176.200610f.1093
- Matsko, A.B. On the dynamic range of optical delay lines based on coherent atomic media/A.B. Matsko, D.V. Strekalov, L. Maleki//Optics Express. -2005. -Vol. 13, Issue 6. -P. 2210-2223. - DOI: 10.1364/OPEX.13.002210
- Майер, В.В. Полное внутреннее отражение света/В.В. Майер. -М.: Физматлит, 2007. -112 с. -ISBN: 978-5-9221-0657-3.
- Дифракционная нанофотоника/А.В. Гаврилов, Д.Л. Головашкин, Л.Л. Досколович, П.Н. Дьяченко, А.А. Ковалёв, В.В. Котляр, А.Г. Налимов, Д.В. Нестеренко, В.С. Павельев, Р.В. Скиданов, В.А. Сойфер, С.Н. Хонина, Я.О. Шуюпова, под ред. В.А. Сойфера. -М.: Физматлит, 2011. -680 с. -ISBN: 978-5-9221-1237-6.
- Bliokh, K.Y. Goos-Hänchen and Imbert-Fedorov beam shifts: An overview/K.Y. Bliokh, A. Aiello//Journal of Optics. -2013. -Vol. 15(1). -014001. - DOI: 10.1088/2040-8978/15/1/014001
- Valentine, J. Three-dimensional optical metamaterial with a negative refractive index/J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Ulin-Avila, D. Genov, G. Bartal, X. Zhang//Nature. -2008. -Vol. 455. -P. 376-379. -DOI: 10.1038/Nature 07247.
- Веселаго, В.Г. Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями ε и μ/В.Г. Веселаго//Успехи физических наук. -1967. -Т. 92, Вып. 7. -С. 517-526. -DOI: 10.3367/UFNr.0092.196707d.0517.
- Глущенко, А.Г. Стимулированная прозрачность запредельных структур с активными средами/А.Г. Глущенко, Е.П. Захарченко. -LAP Lambert Academic Publishing, 2011. -186 с. -ISBN: 978-3-8443-5745-5.
- Егоров, А.В. Использование связанных фотонно-кристаллических резонаторов для повышения чувствительности оптического датчика./А.В. Егоров, Н.Л. Казанский, П.Г. Серафимович//Компьютерная оптика. -2015. -Т. 39, № 2. -С. 158-162. - DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-2-158-162
- Налимов, А.Г. Острая фокусировка света планарной градиентной микролинзой/А.Г. Налимов, В.В. Котляр//Компьютерная оптика. -2016. -Т. 40, № 2. -С. 135-140 DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-2-135-140
- Харитонов, С.И. Решение обратной задачи фокусировки лазерного излучения в плоские области в рамках геометрической оптики/С.И. Харитонов, Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский//Компьютерная оптика. -2016. -Т. 40, № 4. -C. 439-450. - DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-4-439-450
- Головастиков, Н.В. Резонансные дифракционные решётки для дифференцирования оптических импульсов в пропускании и отражении/Н.В. Головастиков, Д.А. Быков, Л.Л. Досколович, В.А. Сойфер//Компьютерная оптика. -2013. -Т. 37, № 2. -С. 138-145.
- Завершинский, Д.И. Параметрическое взаимодействие сонаправленных магнитоакустической и альфвеновской волн в условиях магнитоакустической неустойчивости/Д.И. Завершинский, Н.Е. Молевич//Компьютерная оптика. -2013. -Т. 37, № 4. -С. 410-414.
- Kirby, E.I. FDTD analysis of slow light propagation in negative-refractive-index metamaterial waveguides/E.I. Kirby, J.M. Hamm, K.L. Tsakmakidis, O. Hess//Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. -2009. -Vol. 11, № 11. -114027. - DOI: 10.1109/ICMMT.2008.4540775
- Jiang, T. Stopping light by an air waveguide with anisotropic metamaterial cladding/T. Jiang, J. Zhao, Y. Feng//Optics Express. -2009 -Vol. 17, Issue 1. -P. 170-177. - DOI: 10.1364/OE.17.000170
- Jiang, T. Light trapper by tapered air core in anisotropic metamaterial/T. Jiang, J. Zhao, Y. Feng//International Workshop on Metamaterials 2008. -2008. -P. 363-365. - DOI: 10.1109/META.2008.4723615
- Вендик, И.Б. Метаматериалы и их применение в технике сверхвысоких частот (Обзор)/И.Б. Вендик, О.Г. Вендик//Журнал технической физики. -2013. -Т. 83, Вып. 1. -C. 3-28.
