Разработка информационных технологий, метод расчета и создания элементной базы дифракционной оптики и нанофотоники

- Разработан метод синусоидальных согласованных мод (ССМ-метод) для расчета пространственных лазерных мод фотонно-кристаллических световодов. Метод позволяет рассчитывать моды волноводов с точностью до сотых долей длины волны.
- Разработан конечно-разностный метод (КР-метод) совместного решения стационарных волновых уравнений, который применен для расчета пространственных мод микроструктурированных световодов.
- Численные исследования КР-метода показали, что выходной параметр – эффективный индекс моды, незначительно меняется с ростом числа отсчетов сетки или при уменьшении шага дискретизации с десятой до двадцатой доли длины волны. При этом средняя относительная ошибка в определении константы распространения моды остается небольшой 0,04%.
- Разработана радиальная модификация R-FDTD известного метода FDTD, предназначенного для приближенного решения уравнений Максвелла в цилиндрических координатах с помощью конечно-разностных схем; алго¬ритм реализован в среде программирования Matlab-7.0.
- Разработанный R-FDTD- метод позволяет относи¬тельно быстро и точно (с точностью до тридцатой доли длины волны) моделировать дифракцию осе-симметричных световых полей с линей¬ной, радиально и азимутальной поляриза¬циями на оптических элементах, обла¬дающих радиальной (осевой) симметрией.
- Разработан градиентный метод расчета широкого класса устройств нанофотоники, с помощью которого рассчитаны бинарные микролинзы, диэлектрические микроцилиндры с металлическими наностержнями, микросубволновые антиотражающие дифракционные решетки (снижение степени отражения до 1% от падающей энергии) , а также решетки для формирования поверхностных волн в тонких металлических пленках, в том числе магнитных пленках, фотонно-кристаллические коллиматоры и фотонно-кристаллические линзы.
- Разработана технология создания элементов микрооптики. На основе этой технологии и с помощью электронной литографии прямой записью электронным лучом на резисте была изготовлена на плавленом кварце с разрешением 500нм 32-уровневая спиральная фазовая пластинка (СФП) 2-го порядка диаметром 5 мм. С помощью этой СФП пучок гелий-неонового лазера был преобразован в пучок с фазовой сингулярностью и кольцевым распределением интенсивности.