Вышедшие номера
Усиливающая высоконаправленная полимерная квазикристаллическая антенна
Чуев А.А.1, Чистяков В.А.1, Дудникова А.А.1, Саянский А.Д.1, Сидоренко М.С.1, Рыбин М.В.1,2
1Университет ИТМО, Физический факультет, Санкт-Петербург,Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: v.chistyakov@metalab.ifmo.ru
Поступила в редакцию: 22 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 28 апреля 2025 г.
Принята к печати: 29 апреля 2025 г.
Выставление онлайн: 13 августа 2025 г.

Разработка оптических антенн является важной проблемой современной фотоники. При этом современные технологические возможности создания таких элементов вносят ряд ограничений, таких как планарная модуляция диэлектрической проницаемости, кроме этого, желательно использовать слабопоглощающие материалы с низким показателем преломления. В настоящей работе представлены результаты по разработке и исследованию диэлектрических наноантенн на основе низкоконтрастных квазикристаллических структур, которые обеспечивают формирование лепестка излучения дипольного источника. Распределение материала структуры определяется с помощью метода обратного дизайна и компьютерной оптимизации для достижения наибольшего коэффициента усиления. Теоретическое исследование свойств оптимизированной оптической антенны показало усиление излучения до 10 dBi при использовании материалов с коэффициентом преломления 1.48. Ключевые слова: квазикристаллическая фотонная структура, метод обратного дизайна, оптические антенны, высокая направленность, материалы с низким показателем преломления.
  1. М.В. Рыбин, М.Ф. Лимонов, УФН, 189, 881 (2019)
  2. J.D. Joannopoulos, S.G. Johnson, J.N. Winn, R.D. Meade. Photonic Crystals: Molding the Flow of Light (Princeton University Press, Princeton, 2008), 2nd edn
  3. A.F. Koenderink. ACS Рhotonics, 4, 710 (2017)
  4. M.R. Hasan, O.G. Helles. Nanotechnology, 32, 202001 (2021)
  5. N. Li, Y. Lai, S.H. Lam, H. Bai, L. Shao, J. Wang. Advanced Optical Materials, 9, 2001081 (2021)
  6. A. Tittl, C. Kremers, J. Dorfmuller, D.N. Chigrin, H. Giessen. Optical Materials Express, 2, 111 (2012)
  7. F. Neubrech, C. Huck, K. Weber, A. Pucci, H. Giessen. Chemical Reviews, 117, 5110 (2017)
  8. B.J. Roxworthy, K.D. Ko, A. Kumar, K.H. Fung, E.K. Chow, G.L. Liu, N.X. Fang, K.C. Toussaint, Jr. Nano Letters, 12, 796 (2012)
  9. A. Alu, N. Engheta. Physical Review Letters, 104, 213902 (2010)
  10. P.R. Wiecha, A. Arbouet, C. Girard, O.L. Muskens. Photonics Research, 9, B182 (2021)
  11. R. Hernandez, P.R. Wiecha, J.M. Poumirol, G. Agez, A. Arbouet, L. Ressier, V. Paillard, A. Cuche. JOSA B, 41, A108 (2024)
  12. H. Wang, W. Jin, C. Guo, N. Zhao, S.P. Rodrigues, S. Fan. ACS Photonics, 9, 1358 (2022)
  13. L. Maiwald, T. Sommer, M.S. Sidorenko, R.R. Yafyasov, M.E. Mustafa, M. Schulz, M.V. Rybin, M. Eich, A.Y. Petrov. Advanced optical materials, 10, 2100785 (2022)
  14. V.A. Chistyakov, R.R. Yafyasov, A.D. Sayanskiy, M.S. Sidorenko, M.V. Rybin. Opt. Lett., 49, 3664 (2024)
  15. V.A. Chistyakov, M.S. Sidorenko, A.D. Sayanskiy, M.V. Rybin. JETP Letters, 117, 742 (2023)
  16. M.E. Mustafa, M. Eich, A.Y. Petrov. Opt. Mater. Express, 14, 1281 (2024)
  17. J.P. Dowling, M. Scalora, M.J. Bloemer, C.M. Bowden. J. Applied Physics, 75, 1896 (1994)
  18. K. Sakoda. Optical properties of photonic crystals, vol. 2, (Springer, 2005)
  19. A.E. Krasnok, A.P. Slobozhanyuk, C.R. Simovski, S.A. Tretyakov, A.N. Poddubny, A.E. Miroshnichenko, Y.S. Kivshar, P.A. Belov. Scientific Reports, 5, 12956 (2015)
  20. B.B. Никольский. Электродинамика и распространение радиоволн [Учеб. пособие для радиотехн. спец. вузов], (Наука, Москва, 1989)
  21. P.I. Frazier. arXiv preprint arXiv:1807.02811 (2018)
  22. D.J. Wales, J.P. Doye. J. Physical Chemistry A, 101, 5111 (1997)

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.