Esquemas de PPC com igual índice de refração eficaz e período de estrutura. a 1D PPC eb PPC 3D tipo opala. Crédito:Universidade Federal de Kazan
Um grupo de pesquisadores liderado pelo professor Myakzyum Salakhov tem trabalhado no problema dos estados ópticos em cristais plasmônico-fotônicos (PPCs).
O engenheiro de primeira categoria, Artyom Koryukin, diz que a pesquisa foi dedicada a modelar a transmissão de luz por meio de cristais fotônicos com uma camada de ouro contínua em sua superfície. Os cristais fotônicos não passam por um determinado comprimento de onda da luz. Isso é chamado de bandgap fotônico - a faixa de comprimento de onda da luz em que a propagação através de um cristal é difícil. PPCs, por outro lado, permitem a passagem de luz de um determinado comprimento de onda através deste bandgap fotônico. O problema dos PPCs semelhantes a opalas tridimensionais (OLPPCs), Contudo, é que eles não admitem luz de certos comprimentos de onda.
Nesse trabalho, as condições são definidas para a passagem de um feixe de luz com o comprimento de onda do bandgap fotônico e certa polarização através de um OLPPC. Para atingir esse objetivo, diferentes versões de PPCs foram modeladas. As principais condições para a passagem de tal feixe são tanto a continuidade da camada de ouro com uma espessura de cerca de 40 nm, e o uso de luz com polarização. A transmissão de luz através de um PPC é acompanhada por excitações dos estados ópticos de Tamm. PPC unidimensional tem uma banda de passagem de transmissão de luz dentro do bandgap fotônico em ambas as polarizações. PPCs tridimensionais não têm bandas de passagem de transmissão de luz dentro do bandgap fotônico por causa de uma camada de ouro não contínua (em forma de nano-caps ou nano-crescentes separados na superfície de um PPC). Portanto, os OLPPCs usados têm esse recurso exclusivo - uma banda de passagem de transmissão de luz dentro do intervalo fotônico com certa polarização devido à excitação do modo híbrido dos estados ópticos.
a) Espectros de transmissão de 1D PC e PPC. A linha tracejada é o espectro do PC. A linha espessa é o espectro do PC com a camada de Au de 30 nm. A linha vermelha é o espectro de PC com as camadas de buffer de 30 nm e 270 nm. A linha fina é o espectro de transmissão calculado da camada de Au de 30 nm. b) Intensidade do pico de transmissão do 1D PPC para diferentes valores da espessura da camada de Au. d) Espectros de transmissão de 3D PC e PPC. A linha tracejada é o espectro do PC. A linha espessa é o espectro do PC com a camada de Au de 40 nm (polarização p). A linha vermelha é o espectro de PC com as camadas de buffer de 40 nm e 280 nm. A linha fina é o espectro do PC com a camada de Au de 40 nm (polarização s). e) Intensidade do pico de transmissão do PPC 3D plotado em função da espessura da camada Au. Crédito:Universidade Federal de Kazan
OLPPCs com o modo híbrido dos estados ópticos podem ser usados em sensores sensíveis a alta polarização. "Presumimos que o modo híbrido pode ser útil para melhorar o controle da luz em PPCs. Novos tipos de ressonadores baseados em OLPPCs podem ser usados para a forte interação de luz e matéria, "acrescenta o Sr. Koryukin.
O grupo está planejando criar uma descrição teórica do modelo de tais processos. Adicionalmente, eles querem encontrar aplicativos eficazes para OLPPCs, como fortes interações luz-matéria com uma única fonte de fóton.
a) Espectro de transmissão de PPC com a camada de Au de 30 nm. b) Espectros de transmissão da camada contínua de Au de 40 nm autônoma. c) Espectros de transmissão de PPC com tampas. A linha sólida é o espectro do PC com os tampões Au de 40 nm. A linha tracejada é o espectro do autônomo Au caps de 40 nm. Crédito:Universidade Federal de Kazan
