Розсіяння світла на шорсткій поверхні кварцу синусоїдальної форми, покритої тонким шаром золота
Анотація
Описана чисельна процедура розрахунку розсіяння світла на шорсткій поверхні кварцу, покритої тонким шаром золота. Використано кінцево-елементний підхід для розв’язку двовимірного векторного рівняння Гельмгольця. Профіль межі розділу «кварц – вакуум» вибраний у формі синусоїдальної поверхні. Показано, що при освітленні даної поверхні з боку кварцу при умові повного внутрішнього відбиття світла, коли середньоквадратичне відхилення d шорсткості незначне (d<10 нм), були отримані наступні результати: (а) потоки енергії, спричинені падаючою хвилею, суттєво збурюються тільки поблизу цієї поверхні; (б) в залежності від фази падаючої хвилі її гребінь змінює своє положення уздовж границі розділу; (в) величина даного гребеня в області виступів має значно більші значення, ніж в області западин; (г) енергія хвилі, яка розсіюється на тонкій плівці золота, в далекій зоні розсіяння значно менша, ніж енергія падаючої хвилі; (д) при збільшенні довжини кореляції шорсткої поверхні кварцу контрастність напруженості еванесцентного поля зменшується; (ж) у випадку, коли не виконуються умови існування поверхневого плазмонного резонансу, згадана контрастність практично не залежить від довжини падаючої хвилі
Посилання
1. Zolotarev V.M. Polnoe vnutrennee otrashenie. Fizitcheskaya entsiklopedia. V.4. (Moscow: Bolshaya Rosiyskaya entsiklopedia, 1994). [in Russian].
2. Shestopalov V.D., Yatsuk K.P. Metodi izmereniya dielektritcheskix pronitsaemostei vestchestva na sverxvisokix tchastotax. UFN. 1961. 74(4): 721. [in Russian]. https://doi.org/10.3367/UFNr.0074.196108e.0721
3. Arma C. From light scattering to the microstructure of thin-film multilayers. Appl. Opt. 1993. 32(28): 5481. https://doi.org/10.1364/AO.32.005481
4. Volakis J.L., Cbatterjee A., Kempel L.C. Finite Element Method for Electromagnetics. (IEEE Press, 1998). https://doi.org/10.1109/9780470544655
5. Johnson P.W., Christy R.W. Optical Constants of the Noble Metals. Phys. Rev. B. 1972. 6(12): 4370. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.6.4370
6. Jin J. The Finite Element Method in Electromagnetics. Second Edition. (New York: Wiley, 2002).
7. Chew W.C., Weedon W.C. A 3D perfectly matched medium from modified Maxwell's equations with stretched coordinates. Microwave Opt. Technol. Lett. 1994. 7: 599. https://doi.org/10.1002/mop.4650071304
8. Sacks Z.S., Kingsland D.M., Lee R., Lee J.F. A perfectly matched anisotropic absorber for use as an absorbing boundary condition. IEEE Trans. Antennas Propag. 1995. 43(12): 1460. https://doi.org/10.1109/8.477075
9. Raether H. Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings. (Springer-Verlag, 1988). https://doi.org/10.1007/BFb0048317
10. Novotnii L., Xext B. Osnovi nanooptiki. (Moscow: Fizmatlit, 2009) [in Russian].
11. Quinten M. Optical Properties of Nanoparticle Systems: Mie and Beyond. (Willey: VCH Verlag&Co. KGaA, Weinhein, 2011). https://doi.org/10.1002/9783527633135
12. Adams M. Vvedenie v teoriyu opticheskix volnovodov. (Moscow: Mir, 1984). [in Russian].
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
