Повільне і швидке світло у композиті метал/діелектрик з циліндричними нановключеннями в пасивних і активних лінійних діелектричних матрицях
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe66.4.281Ключові слова:
повiльне свiтло, швидке свiтло, нанокомпозит, групова швидкiстьАнотація
У роботi представленi теоретичнi дискусiї та числовi результати, отриманi в результатi вивчення екстремальних значень швидкостi свiтла в композитi метал/дiелектрик, де цилiндричнi нановключення рiвномiрно розподiленi в лiнiйнiй дiелектричнiй матрицi. Результати свiдчать про те, що в областi аномальної дисперсiї, в рамках розглянутого нами пiдходу, свiтло може рухатися з груповою швидкiстю бiльшою, нiж швидкiсть свiтла у вакуумi. У композитi з пасивною дiелектричною матрицею свiтловий iмпульс поглинається на дуже малiй вiдстанi. Проблему поглинання можна значно спростити, використовуючи активну матрицю.
Посилання
R.W. Boyd. Slow and fast light: Fundamentals and applications. J. Modern Opt. 56, 1908 (2009).
https://doi.org/10.1080/09500340903159495
L.V. Hau, S.E. Harris, Z. Dutton, C.H. Behroozi. Light speed reduction to 17 meters per second in ultra cold atomic gas. Nature 397, 594 (1999).
M.M. Kash, V.A. Sautenkov, A.S. Zibrov, L. Hollberg, E.S. Fry, M.O. Scully. Ultraslow group velocity and enhanced nonlinear optical eff ects in a coherently driven hot atomic gas Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.82.5229
A.M. Akulshin, S. Barreiro, A. Lezaman. Steep anomalous in coherently prepared Rb vapor. Phys. Rev. Lett. 83, 4277 (1999).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.83.4277
S.k. Kim, H.S. Moon, K.Kim, J.B.Kim. Observation of electromagnetically induced absorption in open systems regardless of angular momentum. Phys. Rev. A 68, 063813 (2003).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.68.063813
L.J. Wang, A. Kuzmich, A. Dogatiu. Gain assisted superluminal light propagation. Nature 406, 277 (2000).
https://doi.org/10.1038/35018520
A.M. Steinberg, P.G. Kwait, R.Y. Chiao. Measurement of the single-photon tunneling time. Phys. Rev. Lett. 71, 708 (1993).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.71.708
M.S. Bigelow, N.N. Lepeshkin, R.W. Boyd. Ultra-slow and superluminal light propagation in solids at room temperature. J. Phys.: Condensed Matter. 16, 46 (2004).
https://doi.org/10.1088/0953-8984/16/46/R01
V.N Mal'nev, S. Shewamare. Slow and fast light in metal/dielectric composite with passive and active host matrices. Physica B: Condensed Matter. 426, 52 (2013).
https://doi.org/10.1016/j.physb.2013.06.013
K.H. Kim, S.H. Choe. Slow and stooped light in active gain composite materials of metal nanoparticles: Ultralarge group index-bandwidth product predicted. Annalen der Physik 529, 8 (2017).
https://doi.org/10.1002/andp.201700103
J.D. Jackson. Classical Electrodynamics, (Wiley, 1999) [ISBN: 0-471-30932].
Y.A. Abbo, V.N. Mal'nev, A.A. Ismail. Local fi eld enhancement at the core of cylindrical nanoinclusions embedded in a linear dielectric host matrix. Condens. Matter Phys. 19 (3), 33401 (2016).
https://doi.org/10.5488/CMP.19.33401
M.M. Quinten.Optical Properties of Nanoparticle Systems, (Wiley-VCH, 2011) [ISBN-13: 978-3527410439].
https://doi.org/10.1002/9783527633135
S. Giordano. Eff ective medium theory for dispersions of dielectric ellipsoids. J. Electrostatics 58, 59 (2003). https://doi.org/10.1016/S0304-3886(02)00199-7
R.D. Guenther. Modern Physics, (Wiley, 1990) [ISBN: 0.471-60538-7].
S. Shewamare, V.N. Mal'nev. Two optical bistability domains in composites of metal nanoparticles with nonlinear dielectric core. Phys. B: Condensed Matter. 407, 4837 (2012). https://doi.org/10.1016/j.physb.2012.08.007
C.G.B. Garrett, D.E. MaCumber. Propagation of a Gaussian light pulse through an anomalous dispersion medium. Phys. Rev. A 1, 305 (1970). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.1.305
S. Chu, S. Wong. Linear pulse propagation in an absorbing medium. Phys. Rev. Lett. 48, 738 (1982). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.48.738
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
