Квазикристаллические структуры с узкополосной спектрально-угловой селективностью
- Авторы: Чистяков В.А1, Сидоренко М.С1, Саянский А.Д1, Рыбин М.В1,2
-
Учреждения:
- Университет ИТМО
- Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН
- Выпуск: Том 117, № 9-10 (5) (2023)
- Страницы: 740-745
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/145217
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823100051
- EDN: https://elibrary.ru/CLLIMC
- ID: 145217
Цитировать
Аннотация
Методы дизайна в обратном пространстве позволяют получать структуры с желаемыми свойствами. Мы представляем результаты по разработке квазикристаллических фотонных структур, которые обеспечивают селективное рассеяние электромагнитной волны, падающей на образец. Максимумы Фурье-образа искомого распределения диэлектрической проницаемости в обратном пространстве были расположены вдоль двух дуг на сфере Эвальда, соответствующей рассеянию волны с требуемыми параметрами: длина волны и угол падения. Переход к прямому пространству позволил найти распределение материала. После бинаризации показателя преломления формировалась структура с малым диэлектрическим контрастом. Теоретическое исследование свойств полученной структуры подтвердило спектрально-угловую селективность рассеяния. Результаты численных расчетов показывают возможность получения эффективного рассеяния и поглощения электромагнитной энергии до 94 % в узкой полосе частот и для узкого диапазона углов падения при диэлектрическом контрасте двух материалов 1.07.
Об авторах
В. А Чистяков
Университет ИТМО
Email: v.chistyakov@metalab.ifmo.ru
М. С Сидоренко
Университет ИТМО
А. Д Саянский
Университет ИТМО
М. В Рыбин
Университет ИТМО;Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН
Список литературы
- E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).
- J. D. Joannopoulos, P. R. Villeneuve, and S. Fan, Nature 386, 143 (1997).
- J. D. Joannopoulos, S. G. Johnson, J. N. Winn, and R. D. Meade, Princet. Univ. Press. Princeton, NJ [ua] (2008).
- M. V. Rybin and M. F. Limonov, Phys.-Uspekhi 62, 823 (2019).
- P. Tonkaev and Y. Kivshar, JETP Lett. 112, 615 (2020).
- A. M. Chernyak, M. G. Barsukova, A. S. Shorokhov, A. I. Musorin, and A. A. Fedyanin, JETP Lett. 111, 46 (2020).
- S. Molesky, Z. Lin, A. Y. Piggott, W. Jin, J. Vuckovi'c, and A. W. Rodriguez, Nat. Photonics 12, 659 (2018).
- M. M. R. Elsawy, S. Lanteri, R. Duvigneau, J. A. Fan, and P. Genevet, Laser Photonics Rev. 14, 1900445 (2020).
- K. R. Safronov, V. O. Bessonov, and A. A. Fedyanin, JETP Lett. 114, 321 (2021).
- P. R. Wiecha, A. Arbouet, C. Girard, and O. L. Muskens, Photonics Nanostructures: Fundam. Appl. 9, B182 (2021).
- P. R. Wiecha, A. Y. Petrov, P. Genevet, and A. Bogdanov, Photonics Nanostructures: Fundam. Appl. 52, 101084 (2022).
- P. M. Piechulla, B. Fuhrmann, E. Slivina, C. Rockstuhl, R. B. Wehrspohn, and A. N. Sprafke, Adv. Opt. Mater. 9, 2170068 (2021).
- W. Man, M. Florescu, K. Matsuyama, P. Yadak, G. Nahal, S. Hashemizad, E. Williamson, P. Steinhardt, S. Torquato, and P. Chaikin, Opt. Express 21, 19972 (2013).
- A. D. Sinelnik, I. I. Shishkin, X. Yu, K. B. Samusev, P. A. Belov, M. F. Limonov, P. Ginzburg, and M. V. Rybin, Adv. Opt. Mater. 8, 2001170 (2020).
- P. Wang, Y. Zheng, X. Chen, C. Huang, Y. V. Kartashov, L. Torner, V. V. Konotop, and F. Ye, Nature 577, 42 (2020).
- N. Lassaline, R. Brechbu�hler, S. J. Vonk, K. Ridderbeek, M. Spieser, S. Bisig, B. Le Feber, F. T. Rabouw, and D. J. Norris, Nature 582, 506 (2020).
- L. Maiwald, T. Sommer, M. S. Sidorenko, R. R. Yafyasov, M. E. Mustafa, M. Schulz, M. V. Rybin, M. Eich, and A. Y. Petrov, Adv. Opt. Mater. 10, 2100785 (2022).
- V. A. Chistyakov, M. S. Sidorenko, A. D. Sayanskiy, and M. V. Rybin, Phys. Rev. B 107, 014205 (2023).
- K. C. Neuman and S. M. Block, Rev. Sci. Instrum. 75, 2787 (2004).
- K. X. Wang, Z. Yu, V. Liu, A. Raman, Y. Cui, and S. Fan, Energy Environ. Sci. 7, 2725 (2014).
- T. M. Mercier, T. Rahman, C. Krishnan, E. Khorani, P. J. Shaw, M. E. Pollard, S. A. Boden, P. G. Lagoudakis, and M. D. Charlton, Nano Energy 84, 105874 (2021).
- C. Guo, T. Sun, F. Cao, Q. Liu, and Z. Ren, Light Sci. Appl. 3, e161 (2014).
- R. Saive, Progress in Photovoltaics: Research and Applications 29, 1125 (2021).
- P. W. Anderson, Phys. Rev. 109, 1492 (1958).
- S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).
- L. Levi, M. Rechtsman, B. Freedman, T. Schwartz, O. Manela, and M. Segev, Science 332, 1541 (2011).
- A. Petrov (private communications in December of 2021).
- L. Maiwald, S. Lang, D. Jalas, H. Renner, A. Y. Petrov, and M. Eich, Opt. Express 26, 11352 (2018).
- Y. Kim, M. M. Tentzeris, and S. Lim, Materials 12, 402 (2019).
- G. Boussatour, P.-Y. Cresson, B. Genestie, N. Joly, and T. Lasri, IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett. 28, 374 (2018).