Поступила в редакцию 14.02.2018 г. В окончательной редакции 24.03.2018 г. Построена теория оптического поверхностного двухфотонного бризера малой амплитуды в многослойной системе изотропного и анизотропного левостороннего метаматериалов при наличии монослоя графена (графеноподобного двухмерного материала) и переходного слоя с примесными оптическими атомами (полу-проводниковыми квантовыми точками). Показано, что система материальных уравнений для двухфотонных переходов и волновое уравнение для поверхностной плазмон-поляритоной TM-моды сводятся к нелинейному уравнению Шрёдингера с затуханием. Получены явные аналитические выражения для поверхностного двухфотонного бризера малой амплитуды (0π-импульса) самоиндуцированной прозрачности. Показано, что оптическая проводимость графена приводит к экпоненциальному затуханию интенсивности поверхностной двухфотонной нелинейной волны в процессе распространения. Сравнены однофотонные и двухфотонные бризеры малой амплитуды в графене и показано, что различия между их параметрами значительны. DOI: 10.21883/OS.2018.08.46371.44-18 Введение Одним из наиболее важных проявлений взаимодей-ствия света с материалом является формирование нели-нейных уединенных волн. В зависимости от механизма образования нелинейных волн могут формироваться резонансные и нерезонансные нелинейные волны. Резо-нансные нелинейные волны формируются с помощью механизма Мак-Колла и Хана при резонансном коге-рентном нелинейном взаимодействии волны с оптиче-скими примесными атомами или полупроводниковыми квантовыми точками (КТ) в условиях самоиндуцирован-ной прозрачности (СИП): ωT ≫ 1 и T ≪ T 1,2 . Здесь ω и T -несущая частота и длительность импульса соответ-ственно. T 1 и T 2 -времена продольной и поперечной релаксации резонансных оптических примесных атомов или КТ [1][2][3][4][5].Среди нелинейных волн СИП наиболее часто встре-чаются солитоны и бризеры. Когда модуль площади огибающей импульса как мера интенсивности взаимо-действия между импульсом и атомом (КТ) превышает π формируется солитон, а при ≪ 1 -бризер малой ам-плитуды (0π-импульс). Бризер СИП представляет осо-бый интерес, поскольку может возбуждаться при отно-сительно низкой интенсивности импульса, чем солитон. Кроме того, в некоторых физических ситуациях, когда солитон нестабилен, бризер проявляет стабильность [6].Оптические солитоны и бризеры при наличии мо-нослоя графена или других графеноподобных двухмер-ных материалов (фосфорена, силицена, германена, h-BN и др.) интенсивно исследуются как теоретически, так и экспериментально ([7-11] и цитируемые там работы). В двухмерных системах могут распространяться поверх-ностные плазмон-поляритоны (ППП), которые являются основным объектом исследований графеновой плазмо-ники [12][13][14]. ППП представляет собой электромагнит-ную поверхностную волну, которая может распростра-няться вдоль границы раздела различных материалов, амплитуда которой принимает максимальное значение на границе раздела сред и экспоненциально убывает в обоих соприкасающихся полупространствах. В качестве соприкасающихся сред часто испо...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.