Введение к работе
Актуальность темы. Плсекослоистые структуры, описывающиеся комплексным показателем преломления, находят широкое применение в современных оптических системах и устройствах, интегральной оптике и квантовой электронике. Зачастую они служат основой как пассивных элементов (отражатели, светоделители, компенсаторы и т.д.), так и активных (усилители, модуляторы, фильтры и т.д). В целом оптические свойства таких структур к настоящему времени достаточно хорошо изучены [1-31- Интерес к вопросам, касающимся особенностей распространения в средах с: комплексным показателем преломления встречных электромагнитных волн и их интерференционного взаимодействия, был связан с задачей переопределения энергетических коэффициентов прохождения и отражения волны, падающей
Т*;2 TTQnjT/МТТГіТЛПТО-Л" Л»ПТТ1Т p^J ТтЛТГГЛТТТГ TXUOTTOITQ П ТТПП^"ПСіТТХІЛ.^ \ Л &N і U
последнее время интерес к данной проолеме возник в связи с обнаружением аффекта просветления в тонких металлических пленках, реализующегося в процессе интерференции встречных волн [с]. Подобная интерференция была названа туннельной (ТИ) в силу наличия шаслой компоненты у волновых векторов волн, распространяющихся в сильно поглощающей среде.
Условия реализации эффекта просветления слоев с комплексным показателем преломления, особенности ТИ в усиливающих и диспергирующих средах, ее вклад в формирование полного энергетического потока электромагнитного поля встречных когерентных волн, возможность управления полным и интерференционным потоками представляют несомненный интерес и требуют дальнейшего изучения. Поэтому избранная тема исследований является актуальной как в научном, так и в практическом отношении.
Цель__рзСоты - исследование особенностей интерференционного взаимодействия когерентных встречных электромагнитных волн в средах с комплексным показателем преломления, а также анализ возможностей практического применения ТИ в поглощающих и усиливающих средах. В соответствии с этим Сили поставлены и решены следующие задачи:
исследование влияния интерференционного тушіелирования на формирование потоков электромагнитной энергии вне и внутри елся с комплексным показателем преломления;
опроделеіше распределения полного и интерференционного
потоков по толщине елся е случае падения на слой встречных волн, анализ условий просветления;
определение распределения тепла в поглощающем слое в условиях ТИ;
исследование связи пропускательной способности сильно поглощающих слоев (металлических пленок) с ТИ встречных волн, реализующейся в них;
анализ особенностей ТИ, отражения и прохождения встречных волн б усиливающих слоях;
исследование ТИ в средах с частотной дисперсией в области нормальной и аномальной дисперсии;
експериментальная реализация эффекта просветления в тонких металлических пленках.
Научная новизна работы заключается в том, что:
теоретически т>аоомотрены особенности интерференции встречных волн ь средах с комплексным показателем преломления, при которой создается туннельный интерференционный поток (Ш), не имеющий места в прозрачных средах;
показано, что формирующийся туннельный ИП в зависимости от фазовых соотношений волн на границах раздела сред может как усиливать, так и ослаблять диссипацию внергии в слое;
доказана определяющая роль ТИ встречных волн в процессе прохождения света через поглощающие слои: для нормального падения волны вклад туннельного ИП в прошедший поток определяется квадратом отношения- мнимой части показателя преломления и его модуля;
установлено, что для сред с аномальной дисперсией эффект просветления реализуется не только в самой полосе поглощения, но и в коротковолновой ее окрестности, где данная среда может считаться непоглощающей;
- показано, что в реальных средах с отрицательным поглоще
нием ввиду малости мнимой части показателя преломления по срав
нению с действительней ИП формируется, главным образом, однона
правленными волнами.
Практическая ценность работы состоит в том, что:
показана возможность туннельного увеличения прозрачности (просветления) сильно поглощающих елсев при наличии встречной когерентной волны;
предложены способы управления интерференционным енергети-
чесісим потеком излучения за счет изменения амплитудно-фазовых соотношений взаимодействующих волн, а также оптических параметров среды в области их резонансной зависимости от частоты излучения .
На защиту выносятся перечисленные выше новые научные и практические результаты.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на 17-й конференции по распространешш радиоволн (Ульяновск, 1993), на III Международном совещании-семинаре "Инженерно-физические проблемы новой техники" (Москва, 1994), на 29-й научно-технической конференции (Ульяновск, 1995), на 15-см Международной симпозиуме по теории электромагнетизма (15th UREI International symposium on electromagnetic theory, St.Petersburg, Russia, 1995); на научных семинарах в ТвГУ (Тверь) и МГТУ и?/ ЛЇ. Э .Еатгмана.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 работах, список, которых приведен в конце автореферата.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Она изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 40 рисунков и 2 тзблицд. Список литературы включает 121 наименование.
