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.
  1. 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.]
  2. L. Bragg. Scientific American 219, 58 (1968) [У.Л. Брэгг. УФН 97, 525 (1968)]
  3. Г.С. Жданов. УФН 153, 619 (1987)
  4. G.S. Zhdanov, R.N. Kuz'min. Acta Cryst. B 24, 10 (1968)
  5. В.А. Беляков. УФН 115, 553 (1975)
  6. G.V. Smirnov. Hyperfine Interact. 27, 203 (1986)
  7. В.А. Беляков. УФН 151, 699 (1987)
  8. P.J. Black, G. Longworth, D.A. O'Connor. Proc. Phys. Soc. 83, 925 (1964)
  9. P.J. Black, I.P. Duerdoth. Proc. Phys. Soc. 84, 169 (1964)
  10. А.М. Афанасьев, Ю. Каган. ЖЭТФ 48, 327 (1965)
  11. Ю. Каган, А.М. Афанасьев. ЖЭТФ 49, 1504 (1965)
  12. Ю.М. Каган, А.М. Афанасьев, И.П. Перстнев. ЖЭТФ 54, 1530 (1968)
  13. Yu. Kagan. Hyperfine Interact. 123/124, 83 (1999)
  14. J.P. Hannon, G.T. Trammell. Phys. Rev. 169, 315 (1968); Phys. Rev. 186, 306 (1969); Physica B 159, 161 (1989)
  15. J.P. Hannon, G.T. Trammell. Hyperfine Interact. 123/124, 127 (1999)
  16. R. Dingle, W. Wiegmann, C.H. Henry. Phys. Rev. Lett. 33, 827 (1974)
  17. А.П. Силин. УФН 147, 485 (1985)
  18. E.L. Ivchenko, G.E. Pikus. Superlattices and Other Heterostructures. Symmetry and Optical Phenomena. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg (1995); 2 nd ed. (1997)
  19. Е.Л. Ивченко, С. Йорда, А.И. Несвижский. ФТТ 36, 2118 (1994)
  20. 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)
  21. Y. Merle d'Aubigne, A. Wasiela, H. Mariette, T. Dietl. Phys. Rev. B 54, 14003 (1996)
  22. 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)
  23. C. Ell, J. Prineas, T.R. Nelson, Jr., S. Park, H.M. Gibbs, G. Khitrova, S.W. Koch. Phys. Rev. Lett. 80, 4795 (1998)
  24. G.R. Hayes, J.L. Staehli, U. Oesterle, B. Deveaud, R.T. Phillips, C. Ciuti. Phys. Rev. Lett. 83, 2837 (1999)
  25. E.L. Ivchenko. Optical Spectroscopy of Semiconductor Nanostructures. Alpha Science Int., Harrow, UK (2005)
  26. H.M. Gibbs, G. Khitrova, S.W. Koch. Nature Phot. 5, 275 (2011)
  27. G. Birkl, M. Gatzke, I.H. Deutsch, S.L. Rolston, W.D. Phillips. Phys. Rev. Lett. 75, 2823 (1995)
  28. M. Weidemuller, A. Hemmerich, A. Gorlitz, T. Esslinger, T.W. Hansch. Phys. Rev. Lett. 75, 4583 (1995)
  29. У.Д. Филлипс. УФН 169, 305 (1999)
  30. L.C. Andreani, F. Tassone, F. Bassani. Solid State Commun. 77, 641 (1991).
  31. Е.Л. Ивченко. ФТТ 33, 2388 (1991)
  32. Е.Л. Ивченко. В кн.: Оптика наноструктур / Под ред. А.В. Федорова. Недра, СПб. (2005). Гл. 3
  33. В.А. Кособукин, М.М. Моисеева. ФТТ 37, 3694 (1995)
  34. Е.Л. Ивченко, А.В. Кавокин. ФТТ 42, 1815 (1992)
  35. G.Ya. Slepyan, S.A. Maksimenko, V.P. Kalosha, A. Hoffmann, D. Bimberg. Phys. Rev. B 64, 125 326 (2001)
  36. E.L. Ivchenko, Y. Fu, M. Willander. ФТТ 42, 1707 (2000)
  37. A. Kozhekin, G. Kurizki. Phys. Rev. Lett. 74, 5020 (1995)
  38. M.F. Yanik, W. Suh, Zheng Wang, Shanhui Fan. Phys. Rev. Lett. 93, 233 903 (2004)
  39. I.H. Deutsch, R.J.C. Spreeuw, S.L. Rolston, W.D. Phillips. Phys. Rev. A 52, 1394 (1995)
  40. M. Artoni, G. La Rocca, F. Bassani. Phys. Rev. E 72, 046 604 (2005)
  41. A.I. Chumakov, L. Niesenb, D.L. Nagyc, E.E. Alp. Hyperfine Interact. 123/124, 427 (1999)
  42. Е.Л. Ивченко, А.Н. Поддубный. ФТТ 48, 540 (2006)
  43. Yong Zeng, Ying Fu, Xiaoshuang Chen, Wei Lu, H. Еgren. Phys. Rev. B 74, 115 325 (2006)
  44. Y.D. Chong, D.E. Pritchard, M. Soljacic. Phys. Rev. B 75, 235 124 (2007)
  45. Y.V. Schvyd'ko, G.V. Smirnov. J. Phys. Cond. Matter 1, 10 563 (1989)
  46. 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)
  47. K.-P. Marzlin, W. Zhang. Phys. Rev. A 59, 2982 (1999)
  48. M. Mavsalas, M. Fleischhauer. Phys. Rev. A 69, 061 801 (2004)
  49. E.L. Ivchenko, M. Willander. Phys. Status Solidi B 215, 199 (1999)
  50. L.I. Deych, A.A. Lisyansky. Phys. Rev. B 62, 4242 (2000)
  51. М.Р. Владимирова, Е.Л. Ивченко, А.В. Кавокин. ФТП 32, 101 (1998)
  52. T. Ikawa, K. Cho. Phys. Rev. B 66, 85338 (2002)
  53. Е.Л. Ивченко, В.П. Кочерешко, А.В. Платонов, Д.Р. Яковлев, А. Вааг, В. Оссау, Г. Ландвер. ФТТ 39, 2072 (1997)
  54. J. Sadowski, H. Mariette, A. Wasiela, R. Andre, Y. Merle d'Aubigne, T. Dietl. Phys. Rev. B 56, 1664 (1997)
  55. V.V. Chaldyshev, Y. Chen, A.N. Poddubny, A.P. Vasil'ev, Z. Liu. Appl. Phys. Lett. 98, 073 112 (2011)
  56. В.В. Чалдышев, Е.В. Кунделев, Е.В. Никитина, А.Ю. Егоров, А.А. Горбацевич. ФТП 46, 1039 (2012)
  57. J.P. Prineas, C. Ell, E.S. Lee, G. Khitrova, H.M. Gibbs, S.W. Koch. Phys. Rev. B 61, 13863 (2000)
  58. J.P. Prineas, C. Cao, M. Yildirim, W. Johnston, M. Reddy. J. Appl. Phys. 100, 063 101 (2006)
  59. 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)
  60. E.L. Ivchenko, M.M. Voronov, M.V. Erementchouk, L.I. Deych, A.A. Lisyansky. Phys. Rev. B 70, 195 106 (2004)
  61. E.L. Ivchenko, A.N. Poddubny. Physica E 42, 1871 (2010)
  62. K.I. Petsas, A.B. Coates, G. Grynberg. Phys. Rev. A 50, 5173 (1994)
  63. M. Weidemuller, A. Gorlitz, T.W. Hansch, A. Hemmerich. Phys. Rev. A 58, 4647 (1998)
  64. L. Guidoni, P. Verkerk. J. Opt. B: Quantum Semiclass. Opt. 1, R23 (1999)
  65. S. Slama, C. von Cube, A. Ludewig, M. Kohler, C. Zimmermann, Ph.W. Courteille. Phys. Rev. A 72, 031 402 (2005)
  66. H. Miyake, G.A. Siviloglou, G. Puentes, D.E. Pritchard, W. Ketterle, D.M. Weld. Phys. Rev. Lett. 107, 175 302 (2011).
  67. S. Slama, C. von Cube, M. Kohler, C. Zimmermann, Ph.W. Courteille. Phys. Rev. A 73, 023 424 (2006)
  68. A. Schilke, C. Zimmermann, P.W. Courteille, W. Guerin. Phys. Rev. Lett. 106, 223 903 (2011)
  69. G.V. Smirnov. Hyperfine Interact. 123/124, 31 (1999)
  70. М.М. Воронов, Е.Л. Ивченко, В.А. Кособукин, А.Н. Поддубный. ФТТ 49, 1709 (2007)
  71. G. Borrmann. Z. Phys. 127, 297 (1950)
  72. А.М. Афанасьев, А.М. Каган. ЖЭТФ 64, 1958 (1973)
  73. В.В. Скляревский, Г.В. Смирнов, А.Н. Артемьев, Б. Шестак, С. Кадечкова. Письма в ЖЭТФ 8, 295 (1968)
  74. В.К. Войтовецкий, И.Л. Корсунский, Ю.Ф. Пажин. Письма в ЖЭТФ 8, 563 (1968)
  75. G.V. Smirnov, A.I. Chumakov, V.B. Potapkin, R. Ruffer, S.L. Popov. Phys. Rev. A 84, 053 851 (2011)
  76. V.B. Potapkin, A.I. Chumakov, G.V. Smirnov, J.-P. Celse, R. Ruffer, C. McCammon, L. Dubrovinsky. J. Synchrotron Rad. 19, 559 (2012)
  77. Г.В. Смирнов, В.В. Мостовой, Ю.В. Швыдько, В.Н. Селезнев, В.В. Руденко. ЖЭТФ 78, 1196 (1980)
  78. U. van Burck, G.V. Smirnov, R.L. Mossbauer, F. Parak, N.A. Semiskina. J. Phys. C, 11, 2305 (1978)
  79. Г.В. Смирнов, Н.А. Семиошкина, В.В. Скляревский, С. Кадечкова, Б. Шестак. ЖЭТФ 72, 340 (1977)
  80. G.T. Trammel, J.P. Hannon, S.L. Ruby, P. Flinn, R.L. Mossbauer, F. Parak. AIP Conf. Proc. 38, 46 (1977)
  81. 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)
  82. 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)
  83. M.A. Andreeva, B. Lindgren. Phys. Rev. B 72, 125 422 (2005)
  84. R. Rohlsberger. Hyperfine Interact. 123/124, 455 (1999)
  85. 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)
  86. A. Mintsev, L. Butov, C. Ell, S. Mosor, G. Khitrova, H. Gibbs. JETP Lett. 76, 637 (2002)
  87. L.I. Deych, M.V. Erementchouk, A.A. Lisyansky, E.L. Ivchenko, M.M. Voronov. Phys. Rev. B 76, 075 350 (2007)
  88. A. Kavokin, G. Malpuech. Cavity Polaritons. Сер. Thin Films and Nanostructures. V. 32. Elesevier, Academic Press (2003)
  89. A.V. Poshakinskiy, A.N. Poddubny, S.A. Tarasenko. Phys. Rev. B 86, 205 304 (2012)
  90. М.М. Воронов, Е.Л. Ивченко. ФТТ 47, 1327 (2005)
  91. В.А. Кособукин, А.Н. Поддубный. ФТТ 49, 1883 (2007)
  92. 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)
  93. 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)
  94. 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)
  95. E.L. Ivchenko, M.I. Kaliteevskii, A.V. Kavokin, A.I. Nesvizhskii. J. Opt. Soc. Am. 13, 1061 (1996)
  96. S. Husaini, L. Deych, V.M. Menon. Opt. Lett. 36, 1368 (2011)
  97. R. Taubert, D. Dregely, T. Stroucken, A. Christ, H. Giessen. Nature Commun. 3, 691 (2012)
  98. 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.