Введение
ГЛАВА 1. Существование и свойства поверхностных поляритонов на границе раздела сред. теория 40
1.1. Поверхностные поляритоны на границе раздела однородных полубесконечных сред 41
1.2. Поверхностные поляритоны на границе раздела поверхностно-активной среды с пространственно неоднородной диэлектрической проницаемостью 46
1.3. Дисперсия цилиндрических поверхностных плазмон поляритонов в слоистых структурах 53
1.4. Цилиндрические поверхностные плазмон поляритоны в среде с пространственно неоднородной экспоненциально изменяющейся диэлектрической проницаемостью 59
Выводы 64
ГЛАВА 2. Формирование периодических структур на поверхности полупроводников 66
2.1. Элементы теории образования периодических поверхностных структур 67
2.2. Экспериментальная установка и методы для исследования образования и измерения параметров периодических поверхностных структур 75
2.2.1. Экспериментальная установка 75
2.2.2. Методы экспериментального изучения поверхностного рельефа 78
2.3. Основные решетки, образующиеся при воздействии линейно поляризованного 80 излучения
2.3.1. р- и s-поляризованное излучение 81
2.3.2. Поверхностные периодические структуры при произвольной ориентации линейно поляризованного излучения 88
2.3.3. О проявлении дисперсионных свойств поверхностных плазмон поляритонов 92
2.3.4. Двойные поверхностные периодические структуры 94
2.4. Поверхностные периодические структуры, обусловленные интерференцией полей поверхностных плазмон поляритонов 96
2.4.1. Р-поляризованное излучение 96
2.4.2. s-поляризованное излучение 98
2.4.3. Круговая поляризация 103
2.5. Лазерно-индуцированный рельеф гексагональной симметрии на поверхности (111) германия 103
2.6. Интерференция с участием пространственных гармоник поверхностных плазмон поляритонов и формирование поверхностных периодических структур 108
2.7. Особенности начальных стадий формирования периодического рельефа 112
2.8. Структуры на кремнии с кратными периодами под действием миллисекундного излучения 119
2.8.1. Экспериментальная установка 116
2.8.2. Действие неполяризованного лазерного излучения 117
2.8.3. Приблизительно нормальное падение линейно поляризованного излучения, 0" в 9" 118
2.8.4. Поляризованный по кругу свет 119
2.8.5. р— и s - поляризованное излучение, 9" в 30" 120
2.8.6. 30" в 70", р — поляризованное излучение 121
2.8.7. Начальные стадии формирования микрорельефа 121
2.8.8. Действие пространственно промодулированного излучения 122
Выводы 123
Глава 3. Образование микро- и наноструктур на поверхностях металлов 126
3.1. Особенности формирования регулярного рельефа на поверхностях окисляющихся металлов 127
3.2. Формирование мелкомасштабных периодических структур на поверхности окисляющихся металлов под действием излучения СО2 лазеров 130
3.2.1. Воздействие импульсов излучения СОг лазера 130
3.2.2. Мелкомасштабные структуры при воздействии непрерывного сканируемого излучения СОг лазера 131
3.3. Управляемое перемещение границ зерен при рекристаллизации и микрорельеф поверхности титана, индуцированные импульсами лазерного излучения 137
3.4. Формирование структур на поверхности титана 144
3.4.1. Хаотическое наноструктурирование поверхности 145
3.4.2. Формирование резонансных микроструктур на поверхности титана 146
3.4.3. Регулярное наноструктурирование поверхности титана и формирование наноконусов 148
3.5. Мелкомасштабные микроструктуры на металлических зеркалах под действием серии наносекундных импульсов излучения СОг лазера 152
Выводы 158
Глава 4. Взаимодействие поляризованного с02 лазерного излучения с прозрачными средами и формирование упорядоченных структур 161
4.1. Образование динамического волновода и мелкомасштабного рельефа при воздействии непрерывного лазерного излучения на поверхности полупроводника 161
4.2. Мелкомасштабный периодический рельеф, формируемый на поверхности полупроводника излучением импульсного СОг лазера 167 4.2.1. Введение 167
4.2.2. Экспериментальная установка 168
4.2.3. Результаты экспериментов 169
4.2.4. Обсуждение экспериментальных результатов 171
4.3. Формирование ортогональных решеток рельефа 181
4.4. Образование периодических микроструктур на поверхностях прозрачных диэлектриков под действием излучения TEA СО2 лазера 184
4.5. Воздействие поляризованного СО2 лазерного излучения на кварцевое стекло 187
Выводы 198
Глава 5. Взаимодействие ультракоротких импульсов лазерного излучения с конденсированными средами 200
5.1. Универсальная поляритонная модель для нетермических фазовых переходов 200
5.1.1. Расширенная универсальная поляритонная модель для нетермического фазового перехода 200
5.1.2. Вольфрам (молибден) и неравновесные электроны 202
5.1.3.Структуры на металлах 203
Выводы 212
5.2. Фундаментальная универсальность поведения пространственных периодов интерференционных структур, образующихся с участием поверхностных поляритонов 213
5.3. Нелинейное взаимодействие линейно поляризованного лазерного излучения с конденсированными средами и формирование субволновых структур 228
Выводы 242
5.4. Упорядоченное структурирование конденсированных сред фемтосекундным лазерным излучением нетрадиционной поляризации 236
5.5. Дисперсия поверхностных плазмон поляритонов и периоды микроструктур в структуре с пространственно заряженным слоем эмитированных электронов, 243 образующихся под действием излучения фемтосекундной длительности на металл 5.6. Образование упорядоченных наноструктур в цилиндрическом канале 4H-SiC при фемтосекундном облучении 249
5.7. Синергетическое формирование и транспорт релятивистского электронного пучка экзаваттным лазерным излучением 256
5.8. Наноструктуры и канальные поверхностные плазмон поляритоны 262
Выводы 268
Глава 6. Оптические характеристики, возбуждение, распространение и интерференция ПЭВ 270
6.1. Двухпризменная установка для измерения длины затухания ПЭВ 270
6.2. Связь оптических характеристик металла с длиной затухания ПЭВ 274
6.3. Температурная зависимость затухания ПЭВ среднего ИК диапазона 279
6./3.1. Оценка температурной зависимости затухания ПЭВ 280
6.3.2. Эксперимент 283
6.4. Гетеродинный метод измерения фазовой скорости ПЭВ 284
Выводы 291
Заключение 326
Литература 330
