Построение структуры одномерного фотонного кристалла по заданному спектру коэффициента отражения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложен и экспериментально реализован метод решения обратной задачи проектирования структуры одномерного фотонного кристалла. Известно, что одномерный фотонный кристалл, показатель преломления которого модулирован в виде синусоиды, имеет узкую фотонную запрещенную зону на частоте, однозначно связанной с пространственной частотой этой синусоиды. Мы предлагаем метод обратного проектировании одномерных фотонных кристаллов с произвольным заданным спектром отражения путем разложения этого спектра по элементарным фотонным запрещенным зонам и последующего их суммирования. В работе показано применение этого метода для изготовления примеров фотонных кристаллов с простыми формами спектральных кривых отражения.

Об авторах

П. С Емельянцев

МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: emelyantsev97@mail.ru

Н. И Пышков

МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: kolyagod12@gmail.com

С. Е Свяховский

МГУ имени М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: sse@shg.ru

Список литературы

  1. E. Yablonovitch. Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).
  2. S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).
  3. M. Ashurov, A. Baranchikov, and S. Klimonsky, Phys. Chem. Chem. Phys. 22(17), 9630 (2020).
  4. S. Noda, M. Fujita, and T. Asano, Nat. Photonics 1(8), 449 (2007).
  5. J. Martorell, R. Vilaseca, and R. Corbalan, Appl. Phys. Lett. 70(6), 702 (1997).
  6. M. Martemyanov, E. Kim, T. Dolgova, A. Fedyanin, O. Aktsipetrov, and G. Marowsky, Phys. Rev. B 70(7), 073311 (2004).
  7. M. Minkov, I. A. D. Williamson, L. C. Andreani, D. Gerace, B. Lou, A. Y. Song, T. W. Hughes, and S. Fan, ACS Photonics 7(7), 1729 (2020).
  8. J. Jensen and O. Sigmund, Laser Photonics Rev. 5, 308 (2011).
  9. C. Lalau-Keraly, S. Bhargava, O. Miller, and E. Yablonovitch, Opt. Express 21, 21693 (2013).
  10. W. Chen, K. Diest, C.-Y. Kao, D. E. Marthaler, L. A. Sweatlock, and S. Osher, Gradient Based Optimization Methods for Metamaterial Design, Springer Netherlands, Dordrecht (2013), с. 175.
  11. L. Fahey, F. Amirkulova, and A. Norris, J. Acoust. Soc. Am. 146(4), 2830 (2019).
  12. J. Geremia, J. Williams, and H. Mabuchi, Phys. Rev. E Statistical, nonlinear, and soft matter physics 66, 066606 (2003).
  13. S. Boyd and L. Vandenberghe, Convex Optimization, Cambridge University Press, Cambridge (2004).
  14. A. Y. Piggott, J. Lu, K. G. Lagoudakis, J. Petykiewicz, and T. M. Babinec, Nat. Photonics 9(6), 374 (2015).
  15. Y. LeCun, Y. Bengio, and G. Hinton, Nature 521, 436 (2015).
  16. Y. Lecun and Y. Bengio, The handbook of Brain Theory and Neural Networks 1, 255 (1995).
  17. A. Jain, J. Mao, and K. Mohiuddin, Computer 29(3), 31 (1996).
  18. P. Domingos, The Master Algorithm: How the Quest for the Ultimate Learning Machine Will Remake Our World, Basic Books, N.Y. (2015).
  19. L. Deng, Y. Xu, and Y. Liu, Photonics Nanostructures: Fundam. Appl. 52, 101073 (2022).
  20. A. Nikulin, I. Zisman, M. Eich, A. Y. Petrov, and A. Itin, Photonics Nanostructures: Fundam. Appl. 52, 101076 (2022).
  21. Z. Liu, D. Zhu, L. Raju, and W. Cai, Adv. Sci. 8(5), 2002923 (2021).
  22. P. R. Wiecha, A. Arbouet, C. Girard, and O. L. Muskens, Photon. Res. 9(5), B182 (2021).
  23. B. Duan, B. Wu, J.-h. Chen, H. Chen, and D.-Q. Yang, Frontiers in Materials 8, 1 (2022).
  24. J. Sanchez-Dehesa, A. Hakansson, and L. Sanchis, Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, Bellingham, WA (2004), v. 5450, p. 200.
  25. A. Luce, A. Mahdavi, F. Marquardt, and H. Wankerl, JOSA A 39(6), 1007 (2022).
  26. Т. Крылова, Интерференционные покрытия, Машиностроение, Л. (1976).
  27. P. Baumeister, Appl. Opt. 25(16), 2644 (1986).
  28. S. E. Svyakhovskiy, A. I. Maydykovsky, and T. V. Murzina, J. Appl. Phys. 112(1), 013106 (2012).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023