УДК: 
539.21; 621.3

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА (ПЛАЗМОНЫ-ПОЛЯРИТОНЫ): СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ

Аннотация

В первой части статьи представлен краткий обзор по свойствам поверхностных электромагнитных волн оптического диапазона (плазмонов-поляритонов) и их применению в оптоэлектронике и сенсорике. Во второй части статьи приведены основные результаты исследований автора в данной научной области.


Surface plasmon polaritons (SPPs) are electromagnetic excitations, in wich electromagnetic field in dielectric is coupled to collective electron oscillation in metal, and propagate along and is tightly bound to metal/dielectric interfaces. First, we present an overview of SPPs in the optical range and their applications in optoelectronics and sensorics. We further present the main research results achived by the author in this area.

Литература

1.Поверхностные поляритоны. Электромагнитные волны на поверхностях и границах раздела сред / под ред. В. М. Аграновича, Д. Л. Миллса. М. : Наука, 1985. 525 с.

2. Bonch-Bruevich A. M., Libenson M. N., Makin V. S., Trubaev V. V. Surface electromagnetic waves in optics // Optical Engineering. 1992. Vol. 31, № 4. P. 718–730.

3. Либенсон М. Н. Поверхностные электромагнитные волны оптического диапазона // Соросовский об-разоват. журн. 1996. № 10. С. 93–98.

4. Либенсон М. Н. Поверхностные электромагнитные волны в оптике // Соросовский образоват. журн. 1996. № 11. С. 103–110.

5. Климов В. В. Наноплазмоника. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2009. 480 с.

6. Plumereau Christine, Bouchoux Anne-Marie, Cachard Alain. Electrooptic light modulator using long-range surface plasmons // Proc. SPIE. 1987. Vol. 800. Novel Optoelectronic Devices. P. 79–83.

7. Matsubara K., Kawata S., Minami S. Multilayer system for a high-precision plasmon resonance sensor // Optics Lett. 1990. Vol. 15, № 1. P. 754–777.

8. Kajenski P. J. Tunable optical f lter using long-range surface plasmons // Opt. Eng. 1997. Vol. 36, № 5. P. 1537–1541.

9. Пономаренко В. П., Филачев А. М. Новые направления инфракрасной фотоэлектроники // Успехи современ-ной радиоэлектроники. 2010. № 5. С. 44–53.

10. Yetman E. M., Caldwell M. E. Spatial light modulation using surface plasmon resonance // Appl. Phys. Lett. 1989. Vol. 55, № 7. P. 613–615.

11.  Caldwell M. E., Yeatman E. M. Performance charac-teristics of surface plasmon liquid crystal light valve // Electron. Lett. 1991. Vol. 27, № 16. P. 1471–1472.

12. Caldwell M. E., Yeatman E. M. Surface-plasmon spatial light modulators based on liquid crystal // Appl. Opt. 1992. Vol. 31, № 20. P. 3880–3891.

13. Названов В. Ф., Афонин О. А. Фазовая модуляция оптического излучения в структурах с поверхност-ными плазмонами // Письма в ЖТФ. 1994. Т. 20, № 7. С. 26–31.

14. Названов В. Ф., Коваленко Д. И. О поведении ампли-туды и фазы отраженного излучения в многослойных структурах с поверхностными плазмонами // Письма в ЖТФ. 1995. Т. 21, вып. 14. С. 60–63.

15. Названов В. Ф., Коваленко Д. И. О разрешающей способности оптически адресуемых жидкокристал-лических пространственных модуляторов света // Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24, № 13. С. 48–53.

16. Названов В. Ф., Афонин О. А., Гребенников А. И. Ха-рактеристики жидкокристаллических модуляторов света на поверхностных плазмонах в режиме фазовой модуляции // Квантовая электроника. 1995. Т. 22, № 10. С. 1063–1064.

17. Коваленко Д. И. Исследование отражения поляризо-ванного излучения от слоистых структур в условиях возбуждения поверхностных плазмонов : автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. Саратов, 1997. 18 с.

18. Названов В. Ф., Коваленко Д. И. Поведение интенсив-ности и фазы отраженного излучения в структуре на основе двуокиси ванадия с поверхностными плазмо-нами // Письма в ЖТФ. 1997. Т. 23, № 13. С. 32–36.

19. Названов В. Ф., Коваленко Д. И. Температурная за-висимость интенсивности и фазы отраженного света в жидкокристаллической структуре с поверхностными плазмонами // Письма в ЖТФ. 1997. Т. 23, вып. 17. С. 11–15.

20. Названов В. Ф., Коваленко Д. И. Фазовая оптическая бистабильность в структурах с поверхностными плазмонами // Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24, № 16. С. 60–65.

21. Кочергин В. Е., Белоглазов А. А., Валейко М. В., Никитин П. И. Фазовые свойства поверхностно-плазмонного резонанса с точки зрения сенсорных применений // Квантовая электроника. 1998. Т. 254, № 5. С. 457–461.

22.  Кочергин В. Е., Валейко М. В., Белоглазов А. А., Ксе-ненвич Т. И., Никитин П. И. Визуализация угловой зависимости фазы отраженного излучения в условиях поверхностно-плазмонного резонанса и ее сенсорные применения // Квантовая электроника. 1998. Т. 215, № 9. С. 857–861.

23. Биосенсоры : основы и приложения : пер. с англ. / под ред. Э. Тернера, И. Карубе, Дж. Уилсона. М. : Мир, 1992. 614 с.

24. Эггинс Б. Химические и биологические сенсоры. М. : Техносфера, 2005. 336 с.

25. van Gent Jos, Lambeck P. V., Kreuwel H. M. J., Gerrits-ma G. J., Sudholter E. J. R., Reinhoudt D. N., Pop-ma Th. J. A. Optimization of a chemooptical surface plasmon resonance based sensor // Appl. Opt. 1990. Vol. 29, № 19. P. 2843–2849.

26. Fontana E., Pantell R. H., Strober S. Surface plas-mon immunoassay // Appl. Opt. 1990. Vol. 29, № 31. P. 4664–4704.

27. de Breuijn Helene E., Altenburg Bert S. F., Kooy-man Rob P. H., Greve J. Determination of thickness and dielectric constant of thin transparent dielectric layers using surface plasmon resonance // Opt. Commun. 1991. Vol. 82, № 5, 6. P. 425–432.

28. de Breuijn Helene E., Kooyman Rob P. H., Greve J. Choice of metal and wavelength for surface-plasmon resonance sensors : some considerations // Appl. Opt. 1992. Vol. 31, № 4. P. 440–442.

29. Никитин А. К., Тищенко А. А., Черняй А. И. Датчики физических величин на основе планарных волнове-дущих структур оптического диапазона // Зарубежная электроника. 1990. № 10. С. 14–30.

30. Никитин П. И. Усовершенствованные методы по-верхностно-плазмонного резонанса и биологические и химические сенсорные системы на их основе // Сенсорные системы. 1998. Т. 12, № 3. С. 69–87.

31. Никитин А. К. Плазмонная оптометрия : автореф. дис. … д-ра техн. наук / Науч.-технол. центр уни-кального приборостроения ; Рос. Академия наук. М., 2002. 28 с.

32. Войтович И. Д., Корсунский В. М. Интеллектуальные сенсоры : учеб. пособие. М. : Интернет-Университет информационных технологий ; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. 623 с.

33. Leung A., Shankar P. M., Mutharasan R. A review of f ber-optic biosensors // Sensors and Aсtuators : Chemi-cal. 2007. Vol. 125, iss. 2. P. 688–703.

34. Сычев П. Г., Названов В. Ф. Спектры отражения структур металл-диэлектрик (J-агрегат) на поверх-ностных плазмонах (компьютерное моделирова-ние) // Взаимодействие сверхвысокочастотного, терагерцового и оптического излучения с полупро-водниковыми микро- и наноструктурами, метамате-риалами и биообъектами : материалы Всерос. науч. школы-семинара / под ред. Д. А. Усанова. Саратов :  Сарат. источник, 2014. С.111–113.

35. Сычев П. Г., Названов В. Ф. Особенности спектров отражения структур металл –J- агрегат с поверхност-ными плазмонами (компьютерное моделирование) // Проблемы оптической физики и биофотоники. SFM-2014 : материалы Междунар. симпозиума Sa-ratov Fall Meeting 2014 «Оптика и биофотоника-II» / под ред. Г. В. Симоненко, В. В. Тучина. Саратов : Новый ветер, 2014. С. 61–64.

Полный текст в формате PDF (на русском языке):