Моделирование околорезонансных взаимодействий локализованных оптических полей c квантоворазмерными излучателями Прохоров Алексей Валерьевич

Короткий опис

Прохоров, Алексей Валерьевич.
Моделирование околорезонансных взаимодействий локализованных оптических полей c квантоворазмерными излучателями : диссертация ... доктора физико-математических наук : 01.04.07 / Прохоров Алексей Валерьевич; [Место защиты: ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»]. - Владимир, 2021. - 285 с. : ил.
Оглавление диссертациидоктор наук Прохоров Алексей Валерьевич
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы. Локализация света: от линзы к спазеру
Введение
§ 1.1. Анализ нелинейных атомно-оптических взаимодействий в условиях
формирования оптических солитонов
§ 1.2. Поляритоны: связанные состояния среды и поля
§ 1.3. Особенности околорезонансного взаимодействия света и отдельных
наноструктур с различным типом проводимости
§ 1.4. Поверхностные плазмон-поляритоны на границе раздела проводник-
диэлектрик
§ 1.5. Взаимодействие поверхностных электромагнитных возбуждений и
квантовых излучателей
§ 1.5.1. Полуклассическая теория локализованного спазера:
взаимодействия локализованных плазмонов и квантовых эмиттеров
§ 1.5.2. Квантовая теория локализованного спазера
§ 1.5.3. Взаимодействие квантовых излучателей и распространяющихся
поверхностных плазмон-поляритонов
Выводы к главе
ГЛАВА 2. Моделирование динамики временных, двумерных и трехмерных пространственных локализованных оптических состояний в оптических средах
с диссипацией
Введение
§ 2.1. Основные уравнения для Л-схемы взаимодействия в оптически-
плотной допированной среде
§ 2.2. Стационарные солитоны в допированных волноводах
§ 2.3. Рамановский режим для Л-схемы атомно-оптического взаимодействия
§ 2.4. Диссипативные лазерные пули в диэлектрических средах с
квантовыми точками
§ 2.5. Пространственная динамика квантовых флуктуаций вихревых оптических солитонов в среде с полупроводниковыми квантовыми
точками
Выводы к главе
ГЛАВА 3. Оптическое управление коллективными когерентными процессами и квантовыми флуктуациями для связных состояний ансамбля излучателей и
электромагнитного поля
Введение
§ 3.1. Генерация перепутанных поляритонов в трехуровневых средах
§ 3.2. Оптическое управление процессами формирования поляритонов
§ 3.3. Кооперативные эффекты в кварцевых средах с квантовыми точками
Выводы к главе
ГЛАВА 4. Методы формирования и квантовая динамика поверхностных
электромагнитных возбуждений в многочастичных спазерных системах
Введение
§ 4.1. Управление квантовой статистикой и квантовыми корреляциями
поверхностных плазмонов в многочастичных спазерных системах
§ 4.1.1. Особенности формирования неклассических состояний плазмонов в системе двух спазеров, связанных сильными диполь-
дипольными взаимодействиями
§ 4.1.2. Модель нелинейных ближнеполевых плазмон-экситонных
взаимодействий в системе трехчастичного спазера
§ 4.1.3. Способ генерации перепутанных квантовых состояний поверхностных плазмонов в спазерных системах на основе
полупроводниковых квантовых точек и металлических наночастиц
§ 4.2. Особенности распространения плазмон-поляритонных импульсов, обусловленные кооперативным распадом экситонов квантовых точек вблизи металлической поверхности
§ 4.2.1. Формирование коллективных возбуждений волноводного
спазера. Основные соотношения
§ 4.2.2. Коллективная динамика волноводного спазера в приближении
среднего поля
§ 4.2.3. Влияние концентрационных и диссипативных эффектов на
развитие коллективных режимов волноводного спазера
§ 4.2.4. Особенности триггерного режима волноводного спазера
Выводы к главе
ГЛАВА 5. Разработка системы автоматизированного проектирования плазмонных схем на основе перспективных двумерных материалов и
полупроводниковых излучателей
Введение
§ 5.1. Разработка и программная реализация математических моделей и численных алгоритмов для модуля расчета параметров
полупроводниковых квантовых точек сферической формы
§ 5.1.1. Описание базы данных и основного окна пользовательского
интерфейса модуля "ОР QD"
§ 5.1.2. Модель расчета зависимостей положения энергетических
уровней для полупроводниковых КТ заданного размера
§ 5.1.3. Модель расчета размерных зависимостей для дипольных
моментов межуровневых переходов
§ 5.1.4. Тестирование модуля "ОР QD"
§ 5.1.5. Описание пользовательского интерфейса модуля автоматизированного расчета параметров полупроводниковых
квантовых точек сферической формы "ОР QD" (версия 1.0)
§ 5.2. Разработка модуля САО-платформы для численного моделирования распространения электромагнитного поля в наноструктурированных
материалах
§ 5.2.1. Численная модель метода конечных разностей во временной области ^ОТО) для моделирования распространения носителей
информации, - плазмон-поляритонных мод в плазмонных волноводах на
основе двумерных структур
§ 5.2.2. Тестирование математического метода конечных разностей во временной области (FDTD) для моделирования плазмон-поляритонных
мод в плазмонных волноводах
§ 5.2.3. Использование модуля "DP SPP" для построения макета двумерных плазмонных схем и проведения полного полевого
моделирования
Выводы к главе
ГЛАВА 6. Проектирование и численное моделирование полностью плазмонных устройств на основе графеновых наноструктур, загруженных
полупроводниковыми квантовыми излучателями
Введение
§ 6.1. Графеновый волновод со штыревым нанорезонтором
§ 6.1.1. Математическая модель проводимости отдельных графеновых
листов и пары связанных графеновых листов
§ 6.1.2. Применение метода FDTD для численного моделирования
генерации ППП в графеновых листах
§ 6.1.3. Проектирование штыревого нанорезонатора, интегрированного с
плазмонным волноводом на основе пары графеновых листов
§ 6.2. Графеновый волновод со штыревым нанорезонатором, загруженный
полупроводниковой нанопроволокой
§ 6.2.1. Модель нелинейных взаимодействий между двумя ППП и полупроводниковой нанопроволокой, помещенной в графеновый
штыревой нанорезонатор
§ 6.2.2. Настройка размеров квантовой нанопроволоки для реализации
лестничной схемы переходов
§ 6.2.3. Локальная плотность оптических состояний и модификация скорости спонтанной релаксации и константы связи хромофора, расположенного в нанометровой близости от проводящей поверхности
§ 6.2.4. Настройка параметров поля накачки для управления режимами
пропускания полностью плазмонного переключателя
§ 6.2.5. О возможностях технической реализации полностью
плазмонных переключателей с квантовыми точками
Выводы к главе
Приложение 1. Численный анализ квантово-кинетических уравнений для плазмонных и экситонных мод и расчет корреляционных функций второго
порядка нелинейной многочастичной спазерной системы
Заключение
Список литературы
Введение