Schémas de PPC avec indice de réfraction effectif et période de structure égaux. un PPC 1D et b un PPC de type opale 3D. Crédit :Université fédérale de Kazan
Un groupe de chercheurs dirigé par le professeur Myakzyum Salakhov a travaillé sur le problème des états optiques dans les cristaux plasmoniques-photoniques (PPC).
L'ingénieur de première catégorie Artyom Koryukin a déclaré que la recherche était consacrée à la modélisation de la transmission de la lumière à travers les cristaux photoniques avec une couche d'or continue à leur surface. Les cristaux photoniques ne passent pas une certaine longueur d'onde de lumière. C'est ce qu'on appelle la bande interdite photonique, c'est-à-dire la plage de longueurs d'onde de la lumière où la propagation à travers un cristal est difficile. PPC, d'autre part, permettre le passage de la lumière d'une certaine longueur d'onde à travers cette bande interdite photonique. Le problème des PPC de type opale en trois dimensions (OLPPC), cependant, est qu'ils n'admettent pas la lumière de certaines longueurs d'onde.
Dans ce travail, des conditions sont définies pour le passage d'un faisceau lumineux ayant la longueur d'onde de la bande interdite photonique et une certaine polarisation à travers un OLPPC. Pour atteindre cet objectif, différentes versions de PPC ont été modélisées. Les principales conditions pour faire passer un tel faisceau sont à la fois la continuité de la couche d'or d'une épaisseur d'environ 40 nm, et l'utilisation de la lumière avec polarisation. La transmission de la lumière à travers un PPC s'accompagne d'excitations des états optiques de Tamm. Le PPC unidimensionnel a une bande passante de transmission de la lumière à l'intérieur de la bande interdite photonique dans les deux polarisations. Les PPC tridimensionnels n'ont pas de bande passante de transmission de la lumière à l'intérieur de la bande interdite photonique en raison d'une couche d'or non continue (en forme de nano-capuchons ou de nano-croissants séparés à la surface d'un PPC). Ainsi, les OLPPC utilisés ont cette caractéristique unique :une bande passante de transmission de la lumière à l'intérieur de la bande interdite photonique avec une certaine polarisation due à l'excitation du mode hybride des états optiques.
a) Spectres de transmission de 1D PC et PPC. La ligne pointillée est le spectre du PC. La ligne épaisse est le spectre du PC avec la couche Au de 30 nm. La ligne rouge est le spectre du PC avec les couches tampons Au 30 nm et 270 nm. La ligne fine est le spectre de transmission calculé de la couche d'Au à 30 nm. b) Intensité du pic de transmission du PPC 1D pour différentes valeurs de l'épaisseur de la couche d'Au. d) Spectres de transmission de PC 3D et PPC. La ligne pointillée est le spectre du PC. La ligne épaisse est le spectre du PC avec la couche Au de 40 nm (polarisation p). La ligne rouge est le spectre du PC avec les couches tampons Au 40 nm et 280 nm. La ligne mince est le spectre du PC avec la couche Au de 40 nm (polarisation s). e) Intensité du pic de transmission du PPC 3D tracé en fonction de l'épaisseur de la couche d'Au Crédit :Université fédérale de Kazan
Les OLPPC avec le mode hybride des états optiques peuvent être utilisés dans des capteurs sensibles à la polarisation élevée. "Nous supposons que le mode hybride peut être utile pour améliorer le contrôle de la lumière dans les PPC. De nouveaux types de résonateurs basés sur les OLPPC peuvent être utilisés pour l'interaction forte de la lumière et de la matière, " ajoute M. Koryukin.
Le groupe envisage de créer une description théorique du modèle de tels processus. En outre, ils veulent trouver des applications efficaces pour les OLPPC, telles que de fortes interactions lumière-matière avec une seule source de photons.
a) Spectre de transmission du PPC avec la couche Au 30 nm. b) Spectres de transmission de la couche continue d'Au à 40 nm. c) Spectres de transmission de PPC avec capuchons. La ligne continue est le spectre du PC avec les capuchons Au de 40 nm. La ligne pointillée est le spectre des caps Au 40 nm autonomes Crédit :Université fédérale de Kazan
