Выпуск № 6 (8), декабрь 2023
Содержание номера
|
Раздел 1. Теоретическая электродинамика |
|
|
NARROWING THE LINEWIDTH OF A PLASMONIC NANOLASER WITH AN INCREASE OF COUPLING BETWEEN A TWO-LEVEL SYSTEM AND A PLASMONIC NANOPARTICLE |
стр. 4 - 11 |
|
Аннотация Исследовано излучение плазмонного нанолазера, состоящего из квантованного открытого резонатора и атома в сильно квантовом режиме, когда число возбужденных уровней в резонаторе порядка единицы. Ввиду сопоставимости размеров атома и резонатора следует учитывать фактор Парселла как для атома, так и для резонатора. Показано, что взаимодействие открытого нанорезонатора с атомом может уменьшить скорость излучения нанолазера и, следовательно, вызвать сужение ширины линии резонатора. Ключевые слова: нанолазер, двухуровневая система, плазмонная наночастица, открытый резонатор, фактор Парселла Abstract The emission of a plasmonic nanolaser built from a quantized open resonator and atom is studied in the strong quantum regime when the number of excited levels in the resonator is of the order of unity. Due to the comparable size of the atom and resonator we should consider the Purcell factor for both the atom and the resonator. It is shown that the coupling of the open nanoresonator with an atom may decrease the rate of nanolaser radiation and therefore cause narrowing of the resonator linewidth. Keywords: nanolaser, two-level system, plasmonic nanoparticle, open cavity, Purcell factor |
|
|
ОСАЖДЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ В БЛИЖНЕМ ПОЛЕ ПОВЕРХНОСТНОЙ ВОЛНЫ |
стр. 12 - 21 |
|
Аннотация В работе рассмотрено осаждение частиц в поле поверхностной волны, возбуждаемой в полностью диэлектрической структуре. Исследована работа оптической ловушки для небольших по сравнению с длиной волны диэлектрических частиц. Продемонстрирован принцип самоиндуцируемой оптической ловушки. Ключевые слова: оптические пинцеты, поверхностная волна, фотонный кристалл Abstract The manipulation of nanoparticles by near-field of surface wave in all-dielectric system is studied. The optical trapping of nanoparticles significantly smaller than the wavelength is studied in detail. In particular, the effect of self-induced back-action is demonstrated. Keywords: optical tweezers, surface wace, photonic crystall |
|
|
Раздел 2. Вычислительная электродинамика |
|
|
ОЦЕНКА ИНТЕНСИВНОСТИ РАССЕЯНИЯ УЗКИМИ ПОЛЫМИ ЩЕЛЯМИ ПРИ УЧЁТЕ АДМИТТАНСА ВНЕШНЕЙ ОБЛАСТИ |
стр. 22 - 37 |
|
Аннотация Получено аналитическое выражение для адмиттанса внешней области, примыкающей ко входу в щель. С использованием этого результата были получены аналитические выражения для интенсивности двухпозиционного и обратного рассеяния полыми, прямыми и узкими по сравнению с длиной волны щелями в виде канавок либо сквозных зазоров в локально плоской поверхности металлического объекта. Учёт адмиттанса внешней области в расчётах позволил получить высокую точность вычисления полей рассеяния, в том числе в окрестности минимумов и максимумов интенсивности рассеяния канавкой. Из общих выражений для интенсивности рассеяния были получены оценочные формулы для эффективной поверхности рассеяния канавок в области её минимальных и максимальных значений. Показано, что в области минимальных значений эффективная поверхность рассеяния узких канавок сильно зависит от частоты, а также от ширины и глубины канавки, вид этой зависимости выявлен. Наоборот, максимумы эффективной поверхности рассеяния узкими канавками, достигаемые при резонансах стоячей волны внутри канавки, оцениваются как 16/π, т.е. приблизительно 5 квадратных метров на метр длины, и в первом приближении не зависят от частоты, ширины и глубины канавки. Была выполнена проверка полученных выражений путём сравнения результатов расчётов диаграмм обратного рассеяния щелями методом поверхностных интегральных уравнений и с помощью полученных в данной работе соотношений. Ключевые слова: щель, канавка, сквозной зазор, эффективная поверхность рассеяния, адмиттанс, одномодовое приближение Abstract An analytical expression was obtained for the admittance of the external region adjacent to the entrance of the slot. Using this result, analytical expressions were obtained for the intensity of two-position and backward scattering from the hollow, straight slots, which are narrow in comparison with the wavelength and in the form of grooves or through-thickness gaps in a locally plane surface of a metal object. Accounting for the admittance of the external region resulted in high accuracy of scattering field calculation, including in the vicinity of the minima and maxima of intensity of scattering from the groove. Based on analytical formulas for the scattering intensity, the evaluation expressions for the minimum and maximum values of the grooves’ radar cross section were obtained. It was shown that in the vicinity of minimum the radar cross section of narrow grooves strongly depends on the frequency, as well as on the width and depth of the groove, the explicit expression of this dependence was revealed. On the contrary, the maxima of the narrow grooves’ radar cross section, achieved at resonances of a standing wave inside the groove, was estimated as a single value 16/π ≈ 5 sm per meter of length and in a first approximation it does not depend on the frequency, width and depth of the groove. The obtained expressions were verified by comparing the results of calculations of backscattering diagrams of slots using the method of surface integral equations and using the expressions obtained in this work. Keywords: slot, groove, through-thickness gap, radar cross section, admittance, single-mode approximation |
|
|
Раздел 3.Методические заметки |
|
|
ПЕРЕВОД И КОММЕНТАРИИ СТАТЬИ ПЁРСЕЛЛА «ВЕРОЯТНОСТИ СПОНТАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА РАДИОЧАСТОТАХ» (E. M. PURCELL. SPONTANEOUS EMISSION PROBABILITIES AT RADIO FREQUENCIES // PHYSICAL REVIEW, 69, 681, (1946)) (МЕТОДИЧЕСКАЯ ЗАМЕТКА) |
стр. 38 - 40 |
|
Аннотация Дан перевод работы Пёрселла 1946 года. Показана важность этой работы для дальнейших исследований в области квантовой оптики. Ключевые слова: спонтанное излучение, усиленное спонтанное излучение Abstract Since the article is written very briefly and without any references, to make it easier for the reader to understand the article, the translation is accompanied by an explanation of the formulas used. In particular, it explains why the Purcell factor is proportional to the local density of states. Attention is also drawn to the change in the directivity pattern of spontaneous radiation for an atom located inside the resonator. Keywords: Purcell factor, local density of states, directivity pattern, amplified spontaneous emission |