Введение
1 Спектральные особенности резонансных фотонных кристаллов 23
1.1 Введение. Масштабы структурных неоднородностей. Метамате-риалы, фотонные кристаллы, локализованные моды 23
1.2 Резонансные фотонные кристаллы 26
1.3 Дефектный слой, заполненный металл-диэлектрическим нано-композитом 27
1.4 Модель резонансного фотонного кристалла 29
1.5 Матрица переноса
1.5.1 Определение пропускания, отражения и поглощения 32
1.5.2 Выбор скалярной характеристики, описывающей распределение поля в среде 1.6 Результаты расчетов и их обсуждение 35
1.7 Обобщение на двумерный фотонный кристалл 43
1.8 Заключение 54
2 Резонансные оптические таммовские состояния 55
2.1 Введение 55
2.2 Описание модели и определение пропускания 58
2.3 Результаты и их обсуждение
2.3.1 Оптические таммовские плазмон-поляритоны на границе фотонного кристалла, сопряженного с изотропным слоем нанокомпозита 61
2.3.2 Учет анизотропии формы наночастиц в модели наноком-позитной среды 68
2.4 Заключение 73
3 Оптическая необратимость в фотонных кристаллах с керров ской нелинейностью 74
3.1 Введение 74
3.2 Модель и метод расчета коэффициента пропускания 77
3.3 Результаты расчета и обсуждение 80
3.4 Заключение 83
4 Электроуправляемая трансформация спектра в фотонном кристалле с дефектным слоем в виде жидкокристаллической твист-ячейки 85
4.1 Введение 85
4.2 Метод расчета ориентации жидкого кристалла в твист-ячейке под напряжением 86
4.3 Метод расчета оптического спектра пропускания 88
4.4 Эксперимент и его численное моделирование 89
4.5 Интерпретация полученных результатов 91
4.6 Собственные моды в твист-ячейке без напряжения 100
4.7 Оптические устройства на основе фотонного кристалла с жидкокристаллическим дефектом 106
4.7.1 Перестраиваемое двухфункциональное оптическое устройство на основе одномерного фотонного кристалла с внедренным в качестве дефекта слоем бистабильного жидкогокристалла 106
4.7.2 Перестраиваемый узкополосный фильтр на основе асимметричного фотонного кристалла с двухчастотным жидким кристаллом 109
4.7.3 Спектральная модуляция бистабильной структуры при помощи поляризаторов 116
4.7.4 Переключаемая светом тристабильная структура на основе хирально-гомеотропного нематика 1 4.8 Связанные состояния в континууме поляризованных волн одномерного анизотропного фотонного кристалла 119
4.9 Заключение 136
5 Проявление геометрической фазы в анизотропном фотонном кристалле 138
5.1 Введение 138
5.2 Модель
5.2.1 Бегущие собственные волны закрученной среды 144
5.2.2 Матрица отражения от зеркала 150
5.2.3 Собственные волны идеального резонатора 151
5.2.4 Условие согласования фаз 153
5.2.5 Дисперсионная кривая и спектральный сдвиг закручивания153
5.2.6 Дисперсионная кривая и спектральный сдвиг отражения 154
5.2.7 Спектральный сдвиг 157
5.3 Классификация собственных волн, их поляризация и фаза 158
5.3.1 Сфера Пуанкаре 160
5.3.2 Геометрическая фаза 163
5.3.3 Геометрический расчет сдвига фазы, соответствующего спектральному сдвигу закручивания для бегущей волны 165
5.3.4 Геометрический расчет сдвига фазы, соответствующего спектральному сдвигу отражения для волны резонатора 166
5.3.5 Соответствие фаз дисперсионной кривой и углов на сфере Пуанкаре 169
5.3.6 Предположение промежуточного оптического отклика 170
5.4 Эксперимент 172
5.4.1 Ионно-сурфактантный метод ориентации жидкого кристалла 172
5.4.2 Измерение спектров пропускания 175
5.4.3 Сопоставление результатов эксперимента с расчетом и формулами 176
5.5 Заключение 180
6 Хиральные оптические таммовские состояния 183
6.1 Введение 183
6.2 Существование хирального оптического таммовского состояния в приближении малой анизотропии 1 6.2.1 Согласование поляризации 184
6.2.2 Согласование фазы 188
6.2.3 Сопоставление с прямым численным расчетом 189
6.3 Хиральное оптическое таммовское состояние с позиций временной
теории связанных мод 193
6.3.1 Модель 197
6.3.2 Спектральное проявление и время релаксации состояния 206
6.4 Заключение 213
Выводы 215
Литература
