Генерация гигантских магнитных полей в полой мезоразмерной сфере

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На основе теории Ми представлены результаты численного моделирования эффекта суперрезонанса для полой диэлектрической сферы. Впервые показано, что слабодиссипативные мезоразмерные сферы с воздушной полостью поддерживают резонанс Фано высокого порядка, связанного с внутренними модами Ми. Достижение суперрезонанса в полой сфере обеспечивается точным выбором радиуса полости, в то время как для монолитной диэлектрической сферы он обеспечивается точным выбором внешнего диаметра частицы. При этом относительные интенсивности резонансных пиков как для магнитного, таки электрического полей в окрестности полюсов сферы в оптическом диапазоне могут достигать огромных значений порядка 106-107 при превышении интенсивности магнитного поля над электрическим более 15 раз для полой сферы с параметром размера Ми около 40.

Об авторах

О. В. Минин

Томский политехнический университет

Email: prof.minin@gmail.com
Томск, 634050 Россия

С. Джоу

Хуайиньский технологический институт

Email: prof.minin@gmail.com
Хуайань, 223003 Китайская Народная Республика

И. В. Минин

Томский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: prof.minin@gmail.com
Томск, 634050 Россия

Список литературы

  1. B. Luk'yanchuk, N. I. Zheludev, S.A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, and C.T. Chong, Nature Mater. 9, 707 (2010).
  2. П. Тонкаев, Ю. Кившарь, Письма в ЖЭТФ 112(10), 658 (2020).
  3. A.E. Miroshnichenko, Phys. Rev. A 81, 053818 (2010).
  4. H. Chen, L. Shao, Y.C. Man, C. Zhao, J. Wang, and B. Yang, Nano-micro small. 8(10), 1503 (2012).
  5. S. Garg and M. Venkatapathi, J. Opt. 19, 075603 (2017).
  6. M. Retsch, M. Schmelzeisen, H.-J. Butt, and E. L. Thomas, Nano Lett. 11, 1389 (2011).
  7. S. Liu, B. Shi, Y. Wang, L. Cui, J. Yamg, W. Sun, and H.Li, Opt. Lett. 42(22), 4659 (2017).
  8. Д.В. Стороженко, В.П. Дзюба, Ю.Н. Кульчин, Письма в ЖТФ 44(16), 75 (2018).
  9. B. Keen and A. Porter, Roy. Soc. Proc. A 89, 370 (1913).
  10. Z. Wang, B. Luk'yanchuk, L. Yue, B. Yan, J. Monks, R. Dhama, O.V. Minin, I.V. Minin, S. Huang, and A. Fedyanin, Sci. Rep. 9, 20293 (2019).
  11. L. Yue, B. Yan, J. Monks, Y. Joya, R. Dhama, O.V. Minin, and I.V. Minin, Ann. Phys. (Berlin) 532, 2000373 (2020).
  12. B. S. Luk'yanchuk, A. Bekirov, Z. Wang, I.V. Minin, O.V. Minin, and A. Fedyanin, Physics of Wave Phenomena 30(4), 217 (2022).
  13. V.R. Dantham and P.B. Bisht, J. Opt. Soc. Am. B 26(2), 290 (2009).
  14. S. Liu, B. Shi, W. Sun, H. Li, and J. Yang, Appl. Phys. Express 11, 082201 (2018).
  15. T. Yang, T. Fu, and Y. An, Phys. Plasmas 29, 012103 (2022).
  16. Y. Cao, Z. Liu, O.V. Minin, and I.V. Minin, Nanomaterials 9(2), 186 (2019).
  17. Y. Geints, O.V. Minin, and I.V. Minin, Opt. Commun. 524, 128779 (2022).
  18. I.V. Minin, O.V. Minin, and S. Zhou, JETP Lett. 116(3), 144 (2022).
  19. W. Cai, U. Chettiar, H. Yuan, V. de Silva, A. Kildishev, V. Drachev, and V. Shalaev, Opt. Express 15, 3333 (2007).
  20. I.V. Minin, O.V. Minin, and S. Zhou, Tech. Phys. Lett. 48(18), 41 (2022).
  21. O.V. Minin, I.V. Minin, and S. Zhou, Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing 58(5), 514 (2022).
  22. C. Bohren and D. Huffman, Absorption and Scattering of Light by Small Particles, WILEY-VCH Verlag, N.Y. (1998).
  23. R. L. Hightower and C. B. Richardson, Appl. Opt. 27(23), 4850 (1988).
  24. I. L. Rasskazov, P. S. Carney, and A. Moroz, OSA Continuum 3, 2290 (2020).
  25. Г.П. Зограф, Й.Ф. Ю, К.В. Барышникова, А.И. Кузнецов, С.В. Макаров, Письма в ЖЭТФ 107(11), 732 (2018).
  26. T. Hoang, Y. Duan, X. Chen, and G. Barbastathis, Opt. Express 23(9), 12337 (2015).
  27. A. Chiasera, Y. Dumeige, P. Feron,M. Ferrari, Y. Jestin, G. Conti, S. Pelli, S. Soria, and G. Righini, Laser Photonics Rev. 4(3), 457 (2010).
  28. А.П. Тарасов, А.С. Лавриков, Л.А. Задорожная, В.М. Каневский, Письма в ЖЭТФ 115(9), 554 (2022).
  29. А.Н. Ораевский, Квантовая электроника 32(5), 377 (2002).
  30. D. Pluchon, N. Huby, V. Vie, P. Panizza, and B. Beche, Optics and Photonics Journal 3(4), 291 (2013).
  31. I. Kandas, B. Zhang, C. Daengngam, I. Ashry, C.-Y. Jao, B. Peng, S.K. Ozdemir, H.D. Robinson, J.R. Heflin, L. Yang, and Y. Xu, Opt. Express 21, 20601 (2013).
  32. X. Xie and X. Zhou, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 386, 158 (2011).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023