Издателям
Вышедшие номера
Резонансная дифракция электромагнитных волн на твердом теле ( О б з о р )
Ивченко Е.Л.1, Поддубный А.Н.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: ivchenko@coherent.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 23 октября 2012 г.
Выставление онлайн: 19 апреля 2013 г.

Тема обзора --- дифракция электромагнитной волны на периодической конденсированной среде в тех случаях, когда условие Брэгга выполняется на частоте резонанса, возбуждаемого в этой среде. Проводится общее рассмотрение таких брэгговских систем, получивших название резонансных фотонных кристаллов, и с единых позиций описывается распространение, отражение, пропускание и дифракция электромагнитного излучения в различных объектах: I) периодических структурах с квантовыми ямами вблизи экситонного резонанса, II) оптических решетках из атомов, охлажденных в лазерном поле, и III) объемных кристаллах и мультислоях с резонансными внутриядерными переходами для гамма-лучей. Основное внимание сосредоточено на линейной стационарной дифракции, включая резонансное отражение и пропускание, как наиболее изученной и позволяющей проводить сравнение между тремя системами, выявляя общие черты и особенности. Характерным общим свойством рассматриваемых систем является подавление в них безызлучательных каналов и неоднородного уширения резонансной частоты. Второе фундаментальное свойство резонансных фотонных кристаллов --- наличие в зависимости от толщины образца двух режимов взаимодействия света с резонансными возбуждениями. В сверхизлучательном режиме, реализуемом при малом количестве резонансных слоев N (тонкие структуры), высота пика и полуширина спектра отражения монотонно возрастают с ростом N. При дальнейшем росте N происходит переход к фотонно-кристаллическому режиму, в котором полуширина спектра отражения насыщается, проявляясь в виде оптической стоп-зоны. Теоретическое описание иллюстрируется экспериментальными спектрами, измеренными для всех трех резонансных брэгговских систем. Работа поддержана программой РАН, грантами РФФИ и грантом Президента Российской Федерации для поддержки ведущих научных школ.
  • W.H. Bragg, W.L. Bragg. X Rays and Crystal Structure. G. Bell and Sons, London (1915) [У.Г. Брэгг, У.Л. Брэгг. Ренгеновские лучи и строение кристаллов. ГИЗ, М.--Л. (1929) 268 с.]
  • L. Bragg. Scientific American 219, 58 (1968) [У.Л. Брэгг. УФН 97, 525 (1968)]
  • Г.С. Жданов. УФН 153, 619 (1987)
  • G.S. Zhdanov, R.N. Kuz'min. Acta Cryst. B 24, 10 (1968)
  • В.А. Беляков. УФН 115, 553 (1975)
  • G.V. Smirnov. Hyperfine Interact. 27, 203 (1986)
  • В.А. Беляков. УФН 151, 699 (1987)
  • P.J. Black, G. Longworth, D.A. O'Connor. Proc. Phys. Soc. 83, 925 (1964)
  • P.J. Black, I.P. Duerdoth. Proc. Phys. Soc. 84, 169 (1964)
  • А.М. Афанасьев, Ю. Каган. ЖЭТФ 48, 327 (1965)
  • Ю. Каган, А.М. Афанасьев. ЖЭТФ 49, 1504 (1965)
  • Ю.М. Каган, А.М. Афанасьев, И.П. Перстнев. ЖЭТФ 54, 1530 (1968)
  • Yu. Kagan. Hyperfine Interact. 123/124, 83 (1999)
  • J.P. Hannon, G.T. Trammell. Phys. Rev. 169, 315 (1968); Phys. Rev. 186, 306 (1969); Physica B 159, 161 (1989)
  • J.P. Hannon, G.T. Trammell. Hyperfine Interact. 123/124, 127 (1999)
  • R. Dingle, W. Wiegmann, C.H. Henry. Phys. Rev. Lett. 33, 827 (1974)
  • А.П. Силин. УФН 147, 485 (1985)
  • E.L. Ivchenko, G.E. Pikus. Superlattices and Other Heterostructures. Symmetry and Optical Phenomena. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg (1995); 2 nd ed. (1997)
  • Е.Л. Ивченко, С. Йорда, А.И. Несвижский. ФТТ 36, 2118 (1994)
  • V.P. Kochereshko, G.R. Pozina, E.I. Ivchenko, D.R. Yakovlev, A. Waag, W. Ossau, G. Landwehr, R. Hellmann, E.O. Gobel. Superlatt. Microstruct. 15, 471 (1994)
  • Y. Merle d'Aubigne, A. Wasiela, H. Mariette, T. Dietl. Phys. Rev. B 54, 14003 (1996)
  • S. Haas, T. Stroucken, M. Hubner, J. Kuhl, B. Grote, A. Knorr, F. Jahnke, S.W. Koch, R. Hey, K. Ploog. Phys. Rev. B 57, 14860 (1998)
  • C. Ell, J. Prineas, T.R. Nelson, Jr., S. Park, H.M. Gibbs, G. Khitrova, S.W. Koch. Phys. Rev. Lett. 80, 4795 (1998)
  • G.R. Hayes, J.L. Staehli, U. Oesterle, B. Deveaud, R.T. Phillips, C. Ciuti. Phys. Rev. Lett. 83, 2837 (1999)
  • E.L. Ivchenko. Optical Spectroscopy of Semiconductor Nanostructures. Alpha Science Int., Harrow, UK (2005)
  • H.M. Gibbs, G. Khitrova, S.W. Koch. Nature Phot. 5, 275 (2011)
  • G. Birkl, M. Gatzke, I.H. Deutsch, S.L. Rolston, W.D. Phillips. Phys. Rev. Lett. 75, 2823 (1995)
  • M. Weidemuller, A. Hemmerich, A. Gorlitz, T. Esslinger, T.W. Hansch. Phys. Rev. Lett. 75, 4583 (1995)
  • У.Д. Филлипс. УФН 169, 305 (1999)
  • L.C. Andreani, F. Tassone, F. Bassani. Solid State Commun. 77, 641 (1991).
  • Е.Л. Ивченко. ФТТ 33, 2388 (1991)
  • Е.Л. Ивченко. В кн.: Оптика наноструктур / Под ред. А.В. Федорова. Недра, СПб. (2005). Гл. 3
  • В.А. Кособукин, М.М. Моисеева. ФТТ 37, 3694 (1995)
  • Е.Л. Ивченко, А.В. Кавокин. ФТТ 42, 1815 (1992)
  • G.Ya. Slepyan, S.A. Maksimenko, V.P. Kalosha, A. Hoffmann, D. Bimberg. Phys. Rev. B 64, 125 326 (2001)
  • E.L. Ivchenko, Y. Fu, M. Willander. ФТТ 42, 1707 (2000)
  • A. Kozhekin, G. Kurizki. Phys. Rev. Lett. 74, 5020 (1995)
  • M.F. Yanik, W. Suh, Zheng Wang, Shanhui Fan. Phys. Rev. Lett. 93, 233 903 (2004)
  • I.H. Deutsch, R.J.C. Spreeuw, S.L. Rolston, W.D. Phillips. Phys. Rev. A 52, 1394 (1995)
  • M. Artoni, G. La Rocca, F. Bassani. Phys. Rev. E 72, 046 604 (2005)
  • A.I. Chumakov, L. Niesenb, D.L. Nagyc, E.E. Alp. Hyperfine Interact. 123/124, 427 (1999)
  • Е.Л. Ивченко, А.Н. Поддубный. ФТТ 48, 540 (2006)
  • Yong Zeng, Ying Fu, Xiaoshuang Chen, Wei Lu, H. Еgren. Phys. Rev. B 74, 115 325 (2006)
  • Y.D. Chong, D.E. Pritchard, M. Soljacic. Phys. Rev. B 75, 235 124 (2007)
  • Y.V. Schvyd'ko, G.V. Smirnov. J. Phys. Cond. Matter 1, 10 563 (1989)
  • G.V. Smirnov, U. van Burck, J. Arthur, G.S. Brown, A.I. Chumakov, A.Q.R. Baron, W. Petry, S.L. Ruby. Phys. Rev. B 76, 043 811 (2007)
  • K.-P. Marzlin, W. Zhang. Phys. Rev. A 59, 2982 (1999)
  • M. Mavsalas, M. Fleischhauer. Phys. Rev. A 69, 061 801 (2004)
  • E.L. Ivchenko, M. Willander. Phys. Status Solidi B 215, 199 (1999)
  • L.I. Deych, A.A. Lisyansky. Phys. Rev. B 62, 4242 (2000)
  • М.Р. Владимирова, Е.Л. Ивченко, А.В. Кавокин. ФТП 32, 101 (1998)
  • T. Ikawa, K. Cho. Phys. Rev. B 66, 85338 (2002)
  • Е.Л. Ивченко, В.П. Кочерешко, А.В. Платонов, Д.Р. Яковлев, А. Вааг, В. Оссау, Г. Ландвер. ФТТ 39, 2072 (1997)
  • J. Sadowski, H. Mariette, A. Wasiela, R. Andre, Y. Merle d'Aubigne, T. Dietl. Phys. Rev. B 56, 1664 (1997)
  • V.V. Chaldyshev, Y. Chen, A.N. Poddubny, A.P. Vasil'ev, Z. Liu. Appl. Phys. Lett. 98, 073 112 (2011)
  • В.В. Чалдышев, Е.В. Кунделев, Е.В. Никитина, А.Ю. Егоров, А.А. Горбацевич. ФТП 46, 1039 (2012)
  • J.P. Prineas, C. Ell, E.S. Lee, G. Khitrova, H.M. Gibbs, S.W. Koch. Phys. Rev. B 61, 13863 (2000)
  • J.P. Prineas, C. Cao, M. Yildirim, W. Johnston, M. Reddy. J. Appl. Phys. 100, 063 101 (2006)
  • V.V. Chaldyshev, A.S. Bolshakov, E.E. Zavarin, A.V. Sakharov, W.V. Lundin, A.F. Tsatsulnikov, M.A. Yagovkina, T. Kim, Y. Park. Appl. Phys. Lett. 99, 251 103 (2011)
  • E.L. Ivchenko, M.M. Voronov, M.V. Erementchouk, L.I. Deych, A.A. Lisyansky. Phys. Rev. B 70, 195 106 (2004)
  • E.L. Ivchenko, A.N. Poddubny. Physica E 42, 1871 (2010)
  • K.I. Petsas, A.B. Coates, G. Grynberg. Phys. Rev. A 50, 5173 (1994)
  • M. Weidemuller, A. Gorlitz, T.W. Hansch, A. Hemmerich. Phys. Rev. A 58, 4647 (1998)
  • L. Guidoni, P. Verkerk. J. Opt. B: Quantum Semiclass. Opt. 1, R23 (1999)
  • S. Slama, C. von Cube, A. Ludewig, M. Kohler, C. Zimmermann, Ph.W. Courteille. Phys. Rev. A 72, 031 402 (2005)
  • H. Miyake, G.A. Siviloglou, G. Puentes, D.E. Pritchard, W. Ketterle, D.M. Weld. Phys. Rev. Lett. 107, 175 302 (2011).
  • S. Slama, C. von Cube, M. Kohler, C. Zimmermann, Ph.W. Courteille. Phys. Rev. A 73, 023 424 (2006)
  • A. Schilke, C. Zimmermann, P.W. Courteille, W. Guerin. Phys. Rev. Lett. 106, 223 903 (2011)
  • G.V. Smirnov. Hyperfine Interact. 123/124, 31 (1999)
  • М.М. Воронов, Е.Л. Ивченко, В.А. Кособукин, А.Н. Поддубный. ФТТ 49, 1709 (2007)
  • G. Borrmann. Z. Phys. 127, 297 (1950)
  • А.М. Афанасьев, А.М. Каган. ЖЭТФ 64, 1958 (1973)
  • В.В. Скляревский, Г.В. Смирнов, А.Н. Артемьев, Б. Шестак, С. Кадечкова. Письма в ЖЭТФ 8, 295 (1968)
  • В.К. Войтовецкий, И.Л. Корсунский, Ю.Ф. Пажин. Письма в ЖЭТФ 8, 563 (1968)
  • G.V. Smirnov, A.I. Chumakov, V.B. Potapkin, R. Ruffer, S.L. Popov. Phys. Rev. A 84, 053 851 (2011)
  • V.B. Potapkin, A.I. Chumakov, G.V. Smirnov, J.-P. Celse, R. Ruffer, C. McCammon, L. Dubrovinsky. J. Synchrotron Rad. 19, 559 (2012)
  • Г.В. Смирнов, В.В. Мостовой, Ю.В. Швыдько, В.Н. Селезнев, В.В. Руденко. ЖЭТФ 78, 1196 (1980)
  • U. van Burck, G.V. Smirnov, R.L. Mossbauer, F. Parak, N.A. Semiskina. J. Phys. C, 11, 2305 (1978)
  • Г.В. Смирнов, Н.А. Семиошкина, В.В. Скляревский, С. Кадечкова, Б. Шестак. ЖЭТФ 72, 340 (1977)
  • G.T. Trammel, J.P. Hannon, S.L. Ruby, P. Flinn, R.L. Mossbauer, F. Parak. AIP Conf. Proc. 38, 46 (1977)
  • A.I. Chumakov, G.V. Smirnov, A.Q.R. Baron, J. Arthur, D.E. Brown, S.L. Ruby, G.S. Brown, N.N. Salashchenko. Phys. Rev. Lett. 71 2489 (1993)
  • L. Deak, G. Bayreuther, L. Bottyan, E. Gerdau, J. Korecki, E.I. Kornilov, H.J. Lauter, O. Leupold, D.L. Nagy, A.V. Petrenko, V.V. Pasyuk-Lauterb, H. Reuther, E. Richter, R. Rohlsberger. J. Appl. Phys. 85, 1 (1999)
  • M.A. Andreeva, B. Lindgren. Phys. Rev. B 72, 125 422 (2005)
  • R. Rohlsberger. Hyperfine Interact. 123/124, 455 (1999)
  • M. Hubner, J.P. Prineas, C. Ell, P. Brick, E.S. Lee, G. Khitrova, H.M. Gibbs, S.W. Koch. Phys. Rev. Lett. 83, 2841 (1999)
  • A. Mintsev, L. Butov, C. Ell, S. Mosor, G. Khitrova, H. Gibbs. JETP Lett. 76, 637 (2002)
  • L.I. Deych, M.V. Erementchouk, A.A. Lisyansky, E.L. Ivchenko, M.M. Voronov. Phys. Rev. B 76, 075 350 (2007)
  • A. Kavokin, G. Malpuech. Cavity Polaritons. Сер. Thin Films and Nanostructures. V. 32. Elesevier, Academic Press (2003)
  • A.V. Poshakinskiy, A.N. Poddubny, S.A. Tarasenko. Phys. Rev. B 86, 205 304 (2012)
  • М.М. Воронов, Е.Л. Ивченко. ФТТ 47, 1327 (2005)
  • В.А. Кособукин, А.Н. Поддубный. ФТТ 49, 1883 (2007)
  • A.N. Poddubny, L. Pilozzi, M.M. Voronov, E.L. Ivchenko. Phys. Rev. B 77, 113 306 (2008); Phys. Rev. B 80, 115 314 (2009)
  • J. Hendrickson, B.C. Richards, J. Sweet, G. Khitrova, A.N. Poddubny, E.L. Ivchenko, M. Wegener, H.M. Gibbs. Opt. Express 16, 15382 (2008)
  • M. Werchner, M. Schafer, M. Kira, S.W. Koch, J. Sweet, J.D. Olitzky, J. Hendrickson, B.C. Richards, G. Khitrova, H.M. Gibbs, A.N. Poddubny, E.L. Ivchenko, M. Voronov, M. Wegener. Opt. Express 17, 6813 (2009)
  • E.L. Ivchenko, M.I. Kaliteevskii, A.V. Kavokin, A.I. Nesvizhskii. J. Opt. Soc. Am. 13, 1061 (1996)
  • S. Husaini, L. Deych, V.M. Menon. Opt. Lett. 36, 1368 (2011)
  • R. Taubert, D. Dregely, T. Stroucken, A. Christ, H. Giessen. Nature Commun. 3, 691 (2012)
  • A.B. Matsko, A.A. Savchenkov, W. Liang, V.S. Ilchenko, D. Seidel, L. Maleki. Opt. Express 17, 15 210 (2009).
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.