Введение
1 Обзор методов уменьшения или компенсации поглощения излучениявоптических наноструктурах 14
1.1 Компенсация поглощения усилением в периодических слоистых структурах 15
1.2 Оптические волноводы с субволновым поперечным сечением на основе связанных резонаторов 24
1.3 Изгибы и дефекты в диэлектрических волноводах на основе массивов диэлектрических частиц 31
2 Широкополосная компенсация поглощения усилением в одномерных фотонных кристаллах 37
2.1 Постановка задачи 37
2.2 Теоретическая модель: матрица переноса 40
2.3 Численные расчеты 45
2.3.1 Нормальное падение 45
2.3.2 Наклонное падение, распространяющиеся и эванес-центные волны 50
2.3.3 Компенсация и неустойчивости 52
2.4 Краткие итоги 55
3 Компенсация поглощения усилением в слоистых металло-диэлектрических метаматериалах 56
3.1 Постановка задачи 57
3.2 Результаты расчетов и обсуждения 61
3.3 Рассеяние оптического излучения на структурах конечного размера 66
3.4 Влияние эффекта Пёрселла на компенсацию потерь усилением в режиме непрерывной накачки 72
3.5 Краткие итоги 77
4 Дисперсионные свойства цепочек кремниевых наночастиц 79
4.1 Оптические волноводы с поперечным сечением субволно вых размеров на основе сферических кремниевых наночастиц 80
4.1.1 Теоретическая модель 80
4.1.2 Результаты численного моделирования 82
4.1.3 Прототипирование в микроволновой области спектра 90
4.2 Периодические волноводы на основе кремниевых наночастиц с 90 изгибами 92
4.2.1 Модель и параметры волновода 92
4.2.2 Экспериментальная демонстрация в микроволновой области частот 95
4.2.3 Моделирование в оптическом диапазоне спектра 99
4.3 Дефекты в цепочках кремниевых наночастиц 100
4.3.1 Постановка задачи и метод расчета 101
4.3.2 Результаты и обсуждение 103
4.4 Краткие итоги 108
Заключение 111
Список литературы
