Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2025, выпуск 8 » Статья стр. 896
<<<
Максимизация чувствительности тонкопленочных металлодиэлектрических рефрактометров
Министерство образования Республики Беларусь, 1.15 Фотоника и электроника для инноваций, 20211116
Сотский А.Б. 1, Понкратов Д.В. 1, Чудаков Е.А. 1, Сотская Л.И. 2
1Могилевский государственный университет имени А.А. Кулешова, Могилев, Беларусь
2Белорусско-Российский университет, Могилев, Беларусь
Email: ab_sotsky@mail.ru, d.v.ponkratov@yandex.by, kenni_mark@bk.ru, li_sotskaya@tut.by
Поступила в редакцию: 18 ноября 2024 г.
В окончательной редакции: 16 апреля 2025 г.
Принята к печати: 3 июля 2025 г.
Выставление онлайн: 29 сентября 2025 г.
PDF версия
Разработана техника расчета отражательной способности рефрактометров с тонкопленочной металлодиэлектрической структурой на основании призмы связи, основанная на перемножении характеристических матриц пленок. Характеристические матрицы металлических пленок находятся путем численного решения интегральных уравнений аномального скин-эффекта. Исследованы спектроскопические рефрактометры со структурой призма связи-золотая пленка-диэлектрическая пленка-вода с контролируемым показателем преломления. В качестве материалов призмы связи и диэлектрической пленки выбран плавленый кварц. Диэлектрическая проницаемость ионного остова золота и константы электронного газа в золотых пленках определены из литературных данных по спектральной эллипсометрии золотых пленок. Установлено, что за счет выбора толщин металлической и диэлектрической пленок, а также угла падения света можно сочетать два фактора, ведущих к максимизации чувствительности рефрактометров - нулевое отражение света от основания призмы связи и возбуждение в диэлектрической пленке волноводной моды, находящейся в условиях, близких к критическим. При использовании волн s-поляризации это позволяет поднять чувствительность рефрактометра до 9.6·105 nm/RIU. Представлены оценки разрешающей способности тонкопленочных металлодиэлектрических рефрактометров, основанные на методе наименьших квадратов. Ключевые слова: оптический сенсор, тонкопленочный рефрактометр, аномальный скин-эффект, нулевое отражение света, мода в окрестности критических условий.
  1. R. Slavi k, J. Homola. Sens. Actuators B: Chem., 123 (1), 10 (2007). DOI: 10.1016/j.snb.2006.08.020
  2. M. Piliarik, J. Homola. Opt. Express, 17 (19), 16505 (2009). DOI: 10.1364/oe.17.016505
  3. J.Y. Jing, Q. Wang, W.M. Zhao, B.T. Wang. Opt. Lasers Eng., 112, 103 (2019). DOI: 10.1016/j.optlaseng.2018.09.013
  4. B. Hossain, A.K. Paul, M.A. Islam, M.F. Hossain, M.M. Rahman. Results in Optics, 7, 100217 (2022). DOI: 10.1016/j.rio.2022.100217
  5. M. Myilsamy, P.C. Lordwin, A. Vibisha, S. Ponnan, J. Zbigniew, R.K. Balasundaram. Photonics Lett. Pol., 15 (2), 18 (2023). DOI: 10.4302/plp.v15i2.1206
  6. Q.M. Al-Bataineh, A.D. Telfah, C.J. Tavares, R. Hergenroder. Sens. Actuators A: Phys., 370, 115266 (2024). DOI: 10.1016/j.sna.2024.115266
  7. F. Wang, Y. Wei, Y. Han. Sensors, 24 (15), 5050 (2024). DOI: 10.3390/s24155050
  8. D.V. Nesterenko, Z. Sekkat. Plasmonics, 8 (4), 1 (2013). DOI: 10.1007/s11468-013-9575-1
  9. А.Б. Сотский, М.М. Назаров, С.С. Михеев, Л.И. Сотская. ЖТФ, 91 (2), 315 (2021). DOI: 10.21883/JTF.2021.02.50368.199-20 [A.B. Sotsky, M.M. Nazarov, S.S. Miheev, L.I. Sotskaya. Tech. Phys., 66, 305 (2021). DOI: 10.1134/S1063784221020195]
  10. А.Б. Сотский, Е.А. Чудаков, А.В. Шилов, Л.И. Сотская. ЖТФ, 94 (2), 267 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.02.57082.185-23
  11. И.У. Примак. ЖТФ, 74 (10), 75 (2004). [I.U. Primak. Tech. Phys., 49, 1319 (2004). DOI: 10.1134/1.1809704]
  12. R.L. Olmon, B. Slovick, T.W. Johnson, D. Shelton, S.H. Oh, G.D. Boreman, M.B. Raschke. Phys. Rev. B, 86, 235147 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevB.86.235147
  13. E.T. Hu, Q.Y. Cai, R.J. Zhang, Y.F. Wei, W.C. Zhou, S.Y. Wang, Y.X. Zheng, W. Wei, L.Y. Chen. Opt. Lett., 41 (21), 4907 (2016). DOI: 10.1364/OL.41.004907
  14. D.I. Yakubovsky, A.V. Arsenin, Y.V. Stebunov, D.Y. Fedyanin, V.S. Volkov. Opt. Express, 25 (21), 25574 (2017). DOI: 10.1364/OE.25.025574
  15. А.В. Соколов. Оптические свойства металлов (ГИФМЛ, М., 1961)
  16. А.Б. Сотский, Е.А. Чудаков, Л.И. Сотская. Опт. и спектр., 129 (7), 889 (2021). DOI: 10.21883/OS.2021.07.51080.1847-21 [A.B. Sotsky, E.A. Chudakov, L.I. Sotskaya. Opt. Spectrosc., 129, 1023 (2021). DOI: 10.1134/S0030400X21070195]
  17. А.Б. Сотский, Е.А. Чудаков, Л.И. Сотская. ЖПС, 91 (4), 581 (2024). [A.B. Sotsky, E.A. Chudakov, L.I. Sotskaya. JAS, 91, 812 (2024). DOI: 10.1007/s10812-024-01789-7]
  18. Handbook of Optical Constants of Solids, ed. by E.D. Palik (Naval Research Laboratory, Washington, D.C., 1985). DOI: 10.1016/C2009-0-20920-2
  19. А.Б. Сотский. Теория оптических волноводных элементов (МГУ им. А.А. Кулешова, Могилев, 2011)
  20. М. Адамс. Введение в теорию оптических волноводов, под ред. И.Н. Сисакяна (Мир, М., 1984). [ An Introduction to Optical Waveguides, ed. by M.J. Adams (Wiley, N.Y., 1981)
  21. G.M. Hale, M.R. Querry. Appl. Opt., 12 (3), 555 (1973). DOI: 10.1364/ao.12.000555
  22. Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике, под ред. И.Г. Арамановича (Наука, М., 1977). [ Mathematical handbook, ed. by G.A. Korn, T.M. Korn (McGraw-Hill Book Company, N.Y., 1968)]
  23. G.G. Nenninger, M. Piliarik, J. Homola. Meas. Sci. Technol., 13 (12), 2038 (2002). DOI: 10.1088/0957-0233/13/12/332

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.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme