Аннотация:
Исследованы магнитооптические свойства намагниченной диэлектрической структуры, состоящей из дифракционной решётки и однородного слоя. Структура намагничена в плоскости, вектор намагниченности направлен перпендикулярно штрихам решётки. Моделирование в рамках электромагнитной теории показывает, что структура обладает магнитооптическими эффектами, заключающимися в резонансном изменении коэффициентов пропускания и отражения при изменении намагниченности. Указанные эффекты обнаружены для обоих типов поляризации падающей волны (ТЕ и ТМ). Проведен расчёт дисперсионных кривых мод структуры, основанный на вычислении полюсов матрицы рассеяния. На основе анализа дисперсионных кривых показано, что спектральные положения магнитооптических резонансов совпадают с условиями возбуждения собственных мод структуры. Исследовано изменение вида дисперсионных кривых структуры, происходящее при намагничивании материала. Проведено исследование структуры мод и условий их возбуждения. Предложена классификация магнитооптических резонансов, основанная на их связи с конфигурацией (четностью и нечетностью) возбуждаемых мод структуры.

Ключевые слова:
дифракционная решётка, магнитооптика, резонанс, дисперсия моды.

Литература:

1. Ebessen, T. W. Extraordinary optical transmission through sub-wavelength hole arrays / T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, P. A. Wolff // Nature. - 1998. - Vol. 391, N. 6668. - P. 667-669.
2. Bonod, N. Total absorption of light by lamellar metallic gratings / N. Bonod, G. Tayeb, D. Maystre, S. Enoch, E. Popov. // Opt. Еxpress. - 2008. - Vol. 16, N. 20. - P. 15431-38.
3. Popov, E. Comparison of plasmon surface waves on shallow and deep metallic 1D and 2D gratings / E. Popov, N. Bonod, S. Enoch // Opt. Express. - 2007. - Vol. 15, N. 7. - P. 4224-37.
4. Lemarchand, F. Increasing the angular tolerance of resonant grating filters with doubly periodic structures / F. Lemarchand, A. Sentenac, H. Giovannini // Opt. Letters. - 1998. - Vol. 23, N. 15. - P. 1149-1151.
5. Brundrett, D. L. Effects of modulation strength in guided-mode resonant subwavelength gratings at normal incidence / D. L. Brundrett, E. N. Glytsis, T. K. Gaylord, J. M. Bendickson // J. Opt. Soc. Am. A. - 2000. - Vol. 17, N. 7. - P. 1221-30.
6. Bezus, E. A. Diffraction gratings for generating varying-period interference patterns of surface plasmons / E. A. Bezus, D. A. Bykov, L. L. Doskolovich, I. I. Kadomin // Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. - 2008. - Vol. 10, N. 9. - P. 095204.
7. Belotelov, V. I. Magnetooptical effects in the metal-dielectric gratings / V. I. Belotelov, L. L. Doskolovich, V. A. Kotov, E. A. Bezus, D. A. Bykov, A. K. Zvezdin // Optics Communications. - 2007. - Vol. 278, N. 1. - P. 104-109.
8. Bai, B. Polarization conversion in resonant magneto-optic gratings / B. Bai, J. Tervo, J. Turunen // New Journal of Physics. - 2006. - Vol. 8, N. 9. - P. 205.
9. Khanikaev, A. B. Anomalous faraday effect of a system with extraordinary optical transmittance / A. B. Khanikaev, A. V. Baryshev, A. A. Fedyanin, A. B. Granovsky, M. Inoue // Opt. Express. - 2007. - Vol. 15, N. 11. - P. 6612-6622.
10. Cho, M. H. Rigorous approach on diffracted magneto-optical effects from polar and longitudinal gyrotropic gratings / M. H. Cho, Y. Lu, J. Y. Rhee, Y. P. Lee // Opt. Express. - 2008. - Vol. 16, N. 21. - Pp. 16825-16839.
11. Белотелов, В. И. Оптические свойства перфорированных металлодиэлектрических гетероструктур, намагниченных в плоскости / В. И. Белотелов, Д. А. Быков, Л. Л. Досколович, А. Н. Калиш, А. К. Звездин // Физика твердого тела. - 2009. - Т. 51, № 8. - С. 1562-1567.
12. Belotelov, V. I. Giant magneto-optical orientational effect in plasmonic heterostructures / V. I. Belotelov, D. A. Bykov, L. L. Doskolovich, A. N. Kalish, V. A. Kotov, A. K. Zvezdin // Optics Letters. - 2009. - Vol. 34, N. 4. - P. 398-400.
13. Tikhodeev, S. G. Quasiguided modes and optical properties of photonic crystal slabs / S. G. Tikhodeev, A. L. Yablonskii, E. A. Muljarov, N. A. Gippius, T. Ishihara // Phys. Rev. B. - 2002. - Jul. - Vol. 66, N. 4. - P. 045102.
14. Gippius, N. A. Optical properties of photonic crystal slabs with an asymmetrical unit cell / N. A. Gippius, S. G. Tikhodeev, T. Ishihara // Phys. Rev. B. - 2005. - Jul. - Vol. 72, N. 4. - P. 045138.
15. Гиппиус, Н. А. Применение метода матрицы рассеяния для расчёта оптических свойств метаматериалов / Н. А. Гиппиус, С. Г. Тиходеев // Успехи физических наук. - 2009. - Т. 179, № 9. - С. 1027-1030.
16. Nevie?re, M. Electromagnetic resonances in linear and nonlinear optics: phenomenological study of grating behavior through the poles and zeros of the scattering operator / M. Nevie?re, E. Popov, R. Reinisch // J. Opt. Soc. Am. A. - 1995. - Vol. 12, N. 3. - P. 513-523.
17. Marquier, F. Resonant transmission through a metallic film due to coupled modes / F. Marquier, J.-J. Greffet, S. Collin, F. Pardo, J.-L. Pelouard // Opt. Express. - 2005. - Vol. 13, N. 1. - P. 70-76.
18. Collin, S. Strong discontinuities in the complex photonic band structure of transmission metallic gratings / S. Collin, F.Pardo, R. Teissier, J.-L. Pelouard // Phys. Rev. B. - 2001. - Jan. - Vol. 63, N. 3. - P. 033107.
19. Visnovsky,S. Magneto-optic ellipsometry in exchange-coupled films / S. Visnovsky, K. Postava, T. Yamaguchi, R. Lopusnik // Appl. Opt. - 2002. - Vol. 41, N. 19. - P. 3950-3960.
20. Zvezdin, A. K. Modern Magnetooptics and Magnetooptical Materials / A. K. Zvezdin, V. A. Kotov. - IOP Publishing, Bristol and Philadelphia, 1997. - 386 pp.
21. Moharam, M. G. Formulation for stable and efficient implementation of the rigorous coupled-wave analysis of binary gratings / M. G. Moharam, E. B. Grann, D. A. Pommet, T. K. Gaylord // J. Opt. Soc. Am. A. - 1995. - Vol. 12, N. 5. - P. 1068-1076.
22. Moharam, M. G. Stable implementation of the rigorous coupled-wave analysis for surface-relief gratings: enhanced transmittance matrix approach / M. G. Moharam, D. A. Pommet, E. B. Grann, T. K. Gaylord // J. Opt. Soc. Am. A. - 1995. - Vol. 12, N. 5. - P. 1077-1086.
23. Li, L. Use of fourier series in the analysis of discontinuous periodic structures / L. Li // J. Opt. Soc. Am. A. - 1996. - Vol. 13, N. 9. - P. 1870 -1876.

---

© 2009, ИСОИ РАН
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846 2) 332-56-22, факс: +7 (846 2) 332-56-20