Поверхностные электромагнитные волны и нелинейная дифракция в фотонных кристаллах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат физико-математических наук Соболева, Ирина Владимировна

• Соболева, Ирина Владимировна
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Соболева, Ирина Владимировна

Введение

Глава I

Обзор литературы

1. Фотонные кристаллы: основные понятия.

1.1. Микроструктуры с фотонной запрещенной зоной: определение и основные понятия.

1.2. Виды и способы изготовления фотонных кристаллов.

1.3. Оптические эффекты в фотонных кристаллах.

2. Поверхностные волны в фотонных кристаллах.

2.1. Распространение поверхностных электромагнитных воли: основные понятия.

2.2. Оптические свойства поверхностных поляритонов.

2.3. Поверхностные электромагнитные волны в фотонных кристаллах

3. Эффект Гуса-Хенхен на поверхностях металлов и диэлектриков

3.1. Основные понятия.

3.2. Экспериментальные особенности наблюдения эффекта Гуса-Хенхен

3.3. Усиление эффекта Гуса-Хенхен при отражении от поверхностей металлов.

3.4. Усиление эффекта Гуса-Хенхен поверхностными волнами в фотонных кристаллах.

4. Нелинейная оптика в фотонных кристаллах.

4.1. Описание генерации оптических гармоник в объеме и на поверхности нелинейных сред.

4.2. Влияние дисперсии среды на эффективности генерации оптических гармоник.

4.3. Фазовый квазисинхронизм при генерации второй гармоники в периодических средах.

4.4. Нелинейная дифракция в периодических средах.

5. Цели работы.

Глава II

Поверхностные волны в одномерных фотонных кристаллах

1. Феноменологическое описание поверхностных волны в одномерных фотонных кристаллах методом матриц распространения

2. Поверхностные волны в одномерных фотонных кристаллах.

2.1. Экспериментальные установки и образцы.

2.2. Спектроскопия резонанса поверхностных электромагнитных волн в одномерных фотонных кристаллах.

2.3. Оптическая микроскопия поверхностных электромагнитных волн в одномерных фотонных кристаллах.

3. Исследование усиления флуоресценции красителя поверхностными волнами в одномерных фотонных кристаллах.

3.1. Описание образцов и экспериментальной установки.

3.2. Спектроскопия интенсивности флуоресценции красителя

3.3. Скорость выгорания красителя.

Глава III

Эффект Гуса-Хенхен в одномерных фотонных кристаллах

1. Эффект Гуса-Хенхен при наличии поверхностных волн в одномерных фотонных кристаллах: расчет методом матриц распространения

2. Оценка величины эффекта Гуса-Хенхен из угловой спектроскопии отражения.

2.1. Описание образцов и экспериментальной установки.

2.2. Экспериментальные результаты.

2.3. Оценка длины свободного пробега ПЭВ и сдвига Гуса-Хенхен из аппроксимации угловых спектров коэффициента отражения.

3. Микроскопия эффекта Гуса-Хенхен.

3.1. Экспериментальный подход к исследованию эффекта Гуса-Хенхен методом оптической микроскопии.

3.2. Экспериментальные результаты.

3.3. Интерпретация результатов. 89 |

Глава IV

Нелинейная дифракция в искусственных опалах

1. Описание оптических свойств образцов искусственных опалов, исследование влияния иммерсии на проявление фотонной запрещенной зоны.

1.1. Экспериментальные установки и образцы.

1.2. Дифракция света в опалах при падении света в плоскости, перпендикулярной ростовой поверхности.

1.3. Дифракция света в опалах при падении света в плоскости, параллельной ростовой поверхности.

2. Описание нелинейной дифракции в трехмерных фотонных кристаллах методом Эвальда.

3. Нелинейная дифракция второй и третьей оптических гармоник в образцах искусственных опалов.

3.1. Экспериментальная установка.

3.2. Угловые спектры интенсивности второй гармоники.

3.3. Угловые спектры интенсивности третьей гармоники.

3.4. Интерпретация полученных результатов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Поверхностные электромагнитные волны и нелинейная дифракция в фотонных кристаллах»

Общая характеристика работы

Диссертационная работа состоит из двух частей, первая из которых посвящена исследованию особенностей генерации и распространения поверхностных электромагнитных волн в фотонных кристаллах, вторая — изучению явлений линейной и нелинейной дифракции света в трехмерных фотонных кристаллах синтетических опалов. Особое внимание уделено исследованию эффекта Гуса-Хенхен, усиленного поверхностными электромагнитными волнами, в фотонных кристаллах.

Одним из направлений современной оптики является поиск новых способов управления интенсивностью, локализацией и направлением распространения света и создание структур, обладающих такими способностями. В связи с этим в настоящее время активно развивается область оптики, занимающаяся исследованием оптических, в том числе нелинейно-оптических, эффектов в микроструктурах с фотонной запрещенной зоной — фотонных кристаллах (ФК). Многообразие оптических и нелинейно-оптических эффектов, существующих в ФК, таких как гигантская оптическая дисперсия, локализация поля, аномально малая групповая скорость света на краю фотонной запрещенной зоны, делает их перспективными объектами для создания на их основе устройств современной фотоники и оптоэлектроники, например, волноводов и оптических переключателей. По аналогии с поверхностными поляритонами в кристаллах, в ФК существует решение уравнений Максвелла, отвечающее возбуждению поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ), распространяющихся вдоль границы раздела ФК — диэлектрик. В силу того, что ПЭВ распространяются в обеих средах, их характеристики и условия возбуждения зависят не только от свойств ФК, но и от свойств второй среды. По сравнению с поверхностными плазмон-поляритонами, ПЭВ в фотонных кристаллах обладают более узким спектрально-угловым резонансом и большей длиной свободного пробега, что открывает возможность их применения в оптических сенсорах. Характеристики ПЭВ в ФК, такие как широкий спектральный диапазон возбуждения, малое поглощение и большая длина свободного пробега, позволяют ожидать увеличения чувствительности сенсоров, использующих ПЭВ, по сравнению с существующими сенсорами на основе резонанса поверхностных плазмон-поляритонов.

Локализация поля вблизи границы раздела в присутствии ПЭВ обуславливает усиление оптических и нелинейно-оптических эффектов, зависящих от интенсивности падающего света, таких как генерация оптических гармоник или флуоресценция красителя. Другие эффекты, например, эффект Гуса-Хенхен, представляющий собой сдвиг отраженного луча относительно положения, определяемого геометрической оптикой при полном внутреннем отражении от идеального зеркала, могут быть усилены за счет дополнительного переноса энергии, обеспечиваемого ПЭВ. Исследование влияния ПЭВ на эффект Гуса-Хенхен при отражении от поверхности ФК открывает дополнительные возможности для развития технологии оптических сенсоров.

С точки зрения нелинейной оптики, ФК представляют интерес как структуры, способные усиливать эффективность генерации оптических гармоник за счет выполнения условий фазового квазисинхронизма с участием вектора обратной решетки. В неколлинеарном случае, когда фазовый квазисинхронизм обеспечивается выполнением нелинейного аналога закона Брегга-Вульфа, такой процесс называют нелинейной дифракцией. Нелинейная дифракция хорошо исследована в одномерных или двумерных оптических сверхрешетках. В них длина вектора обратной решетки много меньше длины волнового вектора излучения, что ограничивает пространственный диапазон направлений распространения прогенерированного в кристалле излучения. В ФК длина вектора обратной решетки сравнима с длиной волнового вектора излучения, генерируемого в структуре, что позволяет ожидать увеличения числа возможных направлений и значений углов нелинейной дифракции.

Трехмерные ФК дают широкие возможности для исследования и последующего применения неко л линеарной дифракции, поскольку в них дифракция не ограничена плоскостью и дифракционный максимум может быть получен практически в любом направлении. Примером трехмерного ФК служит синтетический опал, представляющий собой искусственно изготовленную плот-ноупакованную структуру, в узлах которой находятся сферические частицы аморфного диоксида кремния субмикронного размера. Трехмерная периодичность структуры синтетических опалов дает возможность ожидать появления дифракционных пиков одновременно в нескольких направлениях.

Целями диссертационной работы являются исследование свойств поверхностных электромагнитных волн в одномерных фотонных кристаллах, обнаружение эффекта Гуса-Хенхен на поверхности фотонных кристаллов, а также экспериментальное обнаружение и исследование процессов генерации второй и третьей оптических гармоник в образцах синтетических опалов в условиях нелинейной дифракции при одновременной пространственной модуляции линейной и нелинейной восприимчивостей.

Актуальность проведенных исследований обусловлена фундаментальным интересом к изучению новых оптических и нелинейно-оптических эффектов в ФК, таких как генерация поверхностных состояний и нелинейная дифракция света в неколлинеарных направлениях, а также развитию связанных с ними аналогий между физикой ФК и физикой твердого тела. Приведенные в работе исследования являются перспективными для применений в устройствах оптической сенсорики, в частности, оптических биосенсорах и сенсорах, чувствительных к изменениям условий окружающей среды, например, оптических газовых сенсорах. Результаты работы могут быть использованы в качестве основы для создания нового типа оптических сенсоров на основе генерации ПЭВ в ФК.

Практическая ценность работы состоит в развитии возможностей применения ПЭВ на поверхности ФК в оптических сенсорах в качестве аналога поверхностных плазмон-поляритонов, а также в выяснении применимости синтетических опалов в качестве основы для нового типа нелинейных сред.

Научная новизна работы состоит в следующем: впервые проведено исследование влияния ПЭВ на интенсивность флуоресценции красителя, нанесенного на поверхность ФК; предложен новый способ измерения величины эффекта Гуса-Хенхен методом оптической флуоресцентной микроскопии в дальней зоне; впервые проведены исследования влияния ПЭВ на величину эффекта Гуса-Хенхен при отражении света от ФК, установлена зависимость величины сдвига Гуса-Хенхен от структуры ФК; впервые проведено исследование эффекта нелинейной дифракции света в трехмерном ФК синтетического опала.

Работа имеет следующую структуру: первая глава посвящена обзору литературы, касающейся теоретического и экспериментального исследования линейных и нелинейных оптических свойств фотонных кристаллов, а также методов их описания. во второй главе представлены результаты экспериментального и численного исследования возбуждения и оптических свойств ПЭВ в фотонных кристаллах. третья глава содержит описание новой методики измерения сдвига Гуса-Хенхен методом оптической флуоресцентной микроскопии, результаты численного и экспериментального исследования усиления сдвига Гуса-Хенхен ПЭВ в фотонных кристаллах. четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию линейной и нелинейной дифракции в синтетических опалах, приводятся результаты угловой спектроскопии ВГ и ТГ в образце синтетического опала, обсуждаются механизмы усиления нелинейного отклика и возможные причины уширения дифракционных максимумов

На защиту выносятся следующие основные положения: о Метод оптической и флуоресцентной микроскопии поверхности в дальней зоне применим для исследования поверхностных электромагнитных волн в одномерных фотонных кристаллах. о Интенсивность флуоресценции красителя, нанесенного на поверхность фотонного кристалла, возрастает за счет локализации поля в поверхностной электромагнитной волне. о Наблюдение эффекта Гуса-Хенхен, вызванного поверхностной электромагнитной волной, осуществлено при отражении от границы раздела фотонный кристалл — воздух. Величина сдвига Гуса-Хенхен увеличивается за счет поверхностных электромагнитных волн не менее, чем в два раза, по сравнению с величиной сдвига, наблюдаемого при отражении от металлических поверхностей. о Усиление генерации второй и третьей оптических гармоник в трехмерных фотонных кристаллах синтетических опалов наблюдается в некол-линеарных направлениях при выполнении условий эффективной дифракции, определяемых нелинейным аналогом закона Брэгга-Вульфа. Усиление генерации третьей оптической гармоники наблюдается в двух направлениях за счет одновременной нелинейной дифракции света на кристаллографических направлениях [111] и [111] решетки синтетического опала.

Апробация работы проводилась на следующих конференциях:

Международная конференция "FiO/LS/OF&T/OPE 2006" (Рочестер, США, 2006);

Международная конференция "3rd International Conference on Materials Science and Condensed Matter Physics" (Кишинев, Молдова, 2006);

Международная конференция "SPIE Photonics West 2007" (Сан-Хосе, США, 2007);

Международная конференция "4th International Conference On Materials Science And Condensed Matter Physics" (Кишинев, Молдова, 2008);

Международная конференция "SPIE Europe Optics + Optoelectronics 2009" (Прага, Чехия, 2009);

Международная конференция "Quantum Electronics and Laser Science Conference (QELS)" (Сан-Хосе, США, 2010);

Международная конференция "ICONO/LAT 2010" (Казань, Россия, 2010); Международная конференция "Frontiers in Optics (FiO) 2010" (Рочестер, США, 2010).

Глава І

Обзор литературы

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Соболева, Ирина Владимировна

Основные результаты и выводы

1. Разработаны схемы детектирования поверхностных электромагнитных волн в фотонных кристаллах. Исследованы частотные и угловые зависимости коэффициента отражения одномерного фотонного кристалла в призменной схеме Кречманна. Показано, что основным механизмом релаксации является рассеяние поверхностных электромагнитных волн в плоскости образца и в дальнюю зону, что дает возможность визуализации поверхностной электромагнитной волны с помощью частотно-угловой спектроскопии, а также оптической микроскопии поверхности фотонного кристалла.

2. Экспериментально и численно исследована эффективность возбуждения (амплитуда и ширина резонанса) поверхностных электромагнитных волн в зависимости от числа пар слоев, составляющих фотонный кристалл, на примере одномерных фотонных кристаллов в диапазоне от 9 до 15 пар слоев. Показано, что зависимость амплитуды резонанса от толщины фотонного кристалла немонотонна и достигает максимума при оптимальном числе пар слоев, составляющих фотонный кристалл.

3. Обнаружено усиление интенсивности флуоресценции родамина 6Ж на поверхности одномерного фотонного кристалла в области распространения ПЭВ. Интенсивность флуоресценции красителя возрастает в 6 раз по сравнению с уровнем сигнала в отсутствие ПЭВ.

4. Разработана методика прямого наблюдения сдвига Гуса-Хенхен, основанная на визуализации путей падающего и отраженного луча флуоресцентным красителем. Обнаружен эффект Гуса-Хенхен в фотонных кристаллах различной толщины. Величины сдвига Гуса-Хенхен составили 14 мкм, 23 мкм, 44 мкм и 66 мкм для фотонных кристаллов толщиной 9, 11, 13 и 15 пар слоев, соответственно. Измеренные величины сдвига согласуются с величинами, рассчитанными из аппроксимации экспериментальных угловых спектров. Значения сдвига Гуса-Хенхена в фотонных кристаллах, составляющие от 26 до 124 длин волн, не менее, чем двукратно превышают эффект Гуса-Хенхена по сравнению с известными аналогами.

5. Обнаружена нелинейная дифракции на частотах второй и третьей оптических гармоник в фотонных кристаллах синтетических опалов. Показано, что угловое положение максимума нелинейной дифракции второй гармоники обусловлено выполнением условий фазового квазисинхронизма с участием вектора обратной решетки Gm. Двукратное усиление генерации второй и третьей гармоник наблюдалось на длинноволновом краю фотонной запрещенной зоны.

6. Зарегистрирована нелинейная дифракции в фотонных кристаллах синтетических опалов на частоте третьей оптической гармоники одновременно в направлениях [111] и [111]. Угловые положения максимумов интенсивности третьей гармоники связаны с выполнением условий фазового квазисинхронизма с участием векторов обратной решетки Gm и Gni. Двукратное усиление интенсивности генерации третьей гармоники наблюдалось на длинноволновых краях фотонных запрещенных зон в направлениях [111] и [111].

В заключение хочется выразить огромную благодарность моему научному руководителю Андрею Анатольевичу Федянину за постановку интересных, актуальных научных задач и возможность решать их, работая на современном научном оборудовании, за постоянное внимание и бесконечное терпение, поддержку и помощь. Огромное спасибо Зулейхан Томовой и Валентине Москаленко, работавшим вместе со мной и оказавшим мне неоценимую помощь, Татьяне Долговой, Владимиру Бессонову за помощь в преодолении трудностей и моральную поддержку, а также всему коллективу лаборатории за создание неповторимой дружественной и творческой обстановки. Отдельное спасибо я хочу сказать своей семье, без поддержки и ободрения которой этой работы просто не было бы.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Соболева, Ирина Владимировна, 2011 год

1. A.Yariv, P.Yeh. Optical Waves in Crystals// New York: Wiley, 1984.

2. B.B. Москаленко, И.В. Соболева, А.А. Федянин. Усиление эффекта Гуса-Хенхен поверхностными волнами в одномерныхфотонных кристаллах// Письма в ЖЭТФ. 2010. Т. 91, С. 414 418.

3. Z.-Z. Gu, A. Fujishima, О. Sato. Fabrication of high-quality opal films with controllable thickness// Chem. Mater. 2002. T. 14, C. 760-765.

4. L. Pavesi. Porous silicon dielectric multilayers and microcavities//Rivista del Nuovo Cimento. 1997. T. 20, С. 1 76.

5. M. Campbell, D. N. Sharp, M. T. Harrison, R. G. Denning, A. J. Turberfield. Fabrication of photonic crystals for the visible spectrum by holographic lithography//Nature. 2000. T. 404, C. 53 56.

6. С. C. Cheng, A. Scherer. Fabrication of photonic band-gap crystals// J. Vac. Sci. Technol. B. 1995. T. 13, C. 2696 2700.

7. M. I. Samoilovich, S. M. Samoilovich, A. V. Guryanov, M. Yu. Tsvetkov. Artificial opal structures for 3D-optoelectronics // Microelectronic Engineering. 2003. T. 69, C. 237-247.

8. P. Jiang, J.F. Bertone, K.S. Hwang, V.L. Colvin. Single-crystal colloidal multilayers of controlled thickness// Chem. Mater. 1999. T. 11, №8 C. 2132 - 2140.

9. А. В. Барышев, A.A. Каплянский, B.A. Кособукип, М.Ф. Лимонов, А.П. Скворцов. Спектроскопия запрещенной фотонной зоны в синтетических опалах//ФТТ. 2004. Т. 46, С. 1291 1299.

10. К. Sakoda. Optical Properties of Photonic Crystals// Berlin: Springer, 2001.

11. А. В. Барышев, A.A. Каплянский, B.A. Кособукин, М.Ф. Лимонов, К.Б. Самусев, Д.Е. Усвят. Брэгговская дифракция света в искусственных опалах//ФТТ. 2003. Т. 45, С. 434 445.

12. Е. Ozbay, A. Abeyta, G. Tuttle, M. Tringides, R. Biswas, С. T. Chan, С. M. Soukoulis, К. M. Ho. Measurement of a three-dimensional photonic band gap in a crystal structure made of dielectric rods//Phys. Rev. B. 1994. T. 50, C. 1945 1948.

13. В.М. Агранович, Д.Л. Миллс. Поверхностные поляритоны. Электромагнитные волны на поверхностях и границах раздела// М.: Наука, 1985.

14. Н. Raether. Surface-Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings// Berlin: Springer Tracts in Modern Physics, 1988.

15. H.J. Simon, J.K. Guha. Directional surface plasmon scattering from silver films//Opt. Comm. 1976. T. 18, C. 391 394.

16. H. Kapitza. Influence of surface roughness on the reflection of gold films in the region of surface plasmon excitation// Opt. Comm. 1976. T. 16, C. 73 -75.

17. Y.-J. Hung, I.I. Smolyaninov, C.C. Davis. Fluorescence enhancement by surface gratings//Opt. Express. 2006. T. 14, C. 10825 10830.

18. K. Tawa, H. Hori, K. Kintakaa, K. Kiyosue, Y. Tatsu. Optical microscopic observation of fluorescence enhanced by grating-coupled surface plasmon resonance//Opt. Express. 2008. T. 16, C. 9781 9790.

19. S. Wedge, W. L. Barnes. Surface plasmon-polariton mediated light emission through thin metal films//Opt. Express. 2004. T. 16, C. 3673 3685.

20. M. Centini, C. Sibilia, M. Scalora. Dispersive properties of finite, one-dimensional photonic band gap structures: Applications to nonlinear quadratic interactions// Phys. Rev. E. 1999. T. 60, C. 4891 4898.

21. P. Yeh, A. Yariv, A. Y. Cho. Optical surface waves in periodic layered media //Appl. Phys. Lett. 1978. T. 32, C. 104.

22. F. Ramos-Mendieta, P. Halevi. Electromagnetic surface modes of a dielectric superlattice: the supercell method//J. Opt. Soc. Am. B. 1997. T. 14, C. 370 -381.

23. E. Guillermain, V. Lysenko, T. Benyattou. Surface wave photonic device based on porous silicon multilayers// J. Lumin. 2006. T. 121, C. 319 321.

24. А.П. Виноградов, А.В. Дорофеенко, A.M. Мерзликин, А.А. Лисянский. Поверхностные состояния в фотонных кристаллах// УФН. 2010. Т. 180, С. 249 263.

25. W. М. Robertson, М. S. May. Surface electromagnetic wave excitation on one-dimensional photonic band gap arrays // Appl. Phys. Lett. 1999. T. 74, №13.- C. 1800 1802.

26. E. Descrovi, T. Sfez, L. Dominici, W. Nakagawa, F. Michelotti, F. Giorgis, H.-P. Herzig. Near-field imaging of Bloch surface waves on silicon nitride one-dimensional photonic crystals// Opt. Express. 2008. T. 16, C. 5453 5464.

27. E. Moreno, F. J. Garcia-Yidal, L. Martin-Moreno. Enhanced transmission and beaming of light via photonic crystal surface modes // Phys. Rev. B. 2004. T. 69, C. 121402.

28. J. Barvestani, M. Kalafi, A. Soltani-Vala, A. Namdar. Backward surface electromagnetic waves in semi-infinite one-dimensional photonic crystals containing left-handed materials//Phys. Rev. A. 2008. T. 77, C. 013805.

29. F. Villa, L.E. Regalado. Photonic crystal sensor based on surface waves for thin-film characterization//Opt. Lett. 2002. T. 27, C. 646 648.

30. E. Descrovi, F. Frascella, B. Sciacca, F. Geobaldo. Coupling of surface waves in highly defined one-dimensional porous silicon photonic crystals for gas sensing applications//Appl. Phys. Lett. 2007. T. 91, C. 241109 241111.

31. F. Goos, H. Hänchen. Ein neuer und fundamentaler versuch zur totalrefiexion //Ann. Phys. 1947. T. 436, C. 333 346.

32. K.W.Chiu, J.J.Quinn. On the Goos-Hänhen effect: a simple example of time delay scattering process// American Journal of Physics. 1972. T. 40, C. 1847 1851.

33. V.K. Artmann. Berechnung der Seitenverseizung des totalreflektierten Strahles//Annalen der Physik. 1948. T. 6, C. 88 102.

34. H. G. L. Schwefel, W. Köhler, Z. H. Lu, J. Fan, L. J. Wang. Direct experimental observation of the single reflection optical Goos-Hänchen shift //Opt. Lett. 2008. T. 33, C. 794 796.

35. H. Gilles, S. Girard, J. Hamel. Simple technique for measuring the GoosHänchen effect with polarization modulation and a position-sensitive detector //Opt. Lett. 2002. T. 27, C. 1421 1423.

36. P.T. Leung, C.W. Chen, H.-P. Chiang. Large negative Goos-Hanchen shift at metal surfaces//Opt. Comm. 2007. T. 276, C. 206 208.

37. M. Merano, A. Aiello, G.W. 't Hooft, M. P. Exter, E. R. Eliel, J. P.Woerdman. Observation of Goos-Hänchen shifts in metallic reflection // Opt. Express. 2007. T. 15, C. 15928 15934.

38. X. Yin, L. Hesselink, Z. Liu, N. Fang, X. Zhang. Large positive and negative lateral optical beam displacements due to surface plasmon resonance//Appl. Phys. Lett. 2004. T. 85, C. 372 374.

39. S. Shen, T. Liu, J. Guo. Optical phase-shift detection of surface plasmon resonance//Applied Optics. 1998. T. 37, C. 1747 1751.

40. C. Bonnet, D. Chauvat, O. Emile, F. Bretenaker, A. Le Floch. Measurement of positive and negative Goos-Hänchen effects for metallic gratings near Wood anomalies//Optics Letters. 2001. T. 26, C. 666 668.

41. C.W. Chen, W.C. Lin, L.S. Liao, Z.H. Lin, H.P. Chiang, P.T. Leung, E. Sijercic, W.S. Tse. Optical temperature sensing based on the GoosHänchen effect//Applied Optics. 2007. T. 46, C. 5347 5351.

42. X. Yin, L. Hesselin. Goos-Hänchen shift surface plasmon resonance sensor// Appl. Phys. Lett. 2006. T. 89, C. 261108.

43. I.V. Shadrivov, A.A. Zharov, Yu.S. Kivshar. Giant Goos-Hänchen effect at the reflection from left-handed metamaterials//Appl. Phys. Lett. 2003. T. 83, C. 2713 2715.

44. L.G. Wang, S.Y. Zhu. Large negative lateral shifts from the Kretschmann-Raether configuration with left-handed materials//Appl. Phys. Lett. 2005. T. 87, C. 101 103.

45. J. He, J. Yi, S. He. Giant negative Goos-Hänchen shifts for a photonic crystal with a negative effective index//Opt. Express. 2006. T. 14, C. 3024 3029.

46. D. Felbacq, A. Moreau, R. Smaäli. Goos-Hänchen effect in the gaps of photonic crystals//Optics Letters. 2003. T. 28, C. 1633 1655.

47. T. Paul, C. Rockstuhl, C. Menzel, F. Lederer. Resonant Goos-Hänchen and Imbert-Fedorov shifts at photonic crystal slabs//Phys. Rev. A. 2008. T. 77, C. 053802.

48. L.G. Wang, S.Y. Zhu. Giant lateral shift of a light beam at the defect mode in one-dimensional photonic crystals// Optics Letters. 2006. T. 31, C. 101 -103.

49. Ю.А. Ильинский, JI.В. Келдыш. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом// Москва: Изд. МГУ, 1989.

50. И.Р. Шен. Принципы нелинейной оптики// Москва: Наука, 1989.

51. N. Bloembergen, J. Sievers. Nonlinear optical properties of periodic laminar structures//Appl. Phys. Lett. 1970. T. 17, C. 483-485.

52. J. P. Ziel, M. Ilegems. Optical second harmonic generation in periodic multilayer GaAs-Alo.3Gao.7As structures//Appl. Phys. Lett. 1976. T. 28, C. 437-439.

53. G. T. Kiehne, A. E. Kryukov, J. B. Ketterson. A numerical study of optical second-harmonic generation in a one-dimensional photonic structure// Appl. Phys. Lett. 1999. T. 75, C. 1676-1678.

54. M. S. Theijssen, R. Sprik, J. Wijnhoven, M. Megens, T. Narayanan, A. Lagendijk, W. L. Vos. Inhibited light propagation and broadband reflection in photonic air-sphere crystals//Phys. Rev. Lett. 1994. T. 83, C. 2730-2733.

55. E. Yablonovitch, T. J. Gmitter, К. M. Leung. Photonic band structure: The face-centered-cubic case employing nanospherical atoms// Phys. Rev. Lett. 1991. T. 67, С. 2295Ц2298.

56. J. Martorell, R. Vilaseca, R. Corbalan. Second harmonic generation in a photonic crystals// Appl. Phys. Let. 1997. T. 70, C. 702-704.

57. D. S. Bethune. Optical harmonic generation and mixing in multilayer media: analysis using optical transfer matrix techniques// J. Opt. Soc. Am. B. 1989. T. 6, C. 910-916.

58. D. S. Bethune. Optical harmonic generation and mixing in multilayer media: extension of optical transfer matrix approach to include anisotropic materials //J. Opt. Soc. Am. B. 1991. T. 8, C. 367-373.

59. W. Chen, D.L. Mills. Gap solitons and the nonlinear optical response of super lattices//Phys. Rev. Lett. 1987. T. 58, C. 160-163.

60. М. Scalora, J. P. Dowling, С. M. Bowden, М. J. Bloemer. Optical limiting and switching of ultrashort pulses in nonlinear photonic band gap materials //Phys. Rev. Lett. 1994. T. 73, C. 1368-1371.

61. A. V. Andreev, A. V. Balakin, A. B. Kozlov, I. A. Ozheredov, I. R. Prudnikov, A. P. Shkurinov, P. Masselin, G. Mouret. Four-wave mixing in one-dimensional photonic crystals: inhomogeneous-wave excitation// J. Opt. Soc. Am. B. 2002. T. 19, C. 1865.

62. V. V. Konotop, V. Kuzmiak. Simultaneous second- and third-harmonic generation in one-dimensional photonic crystals// J. Opt. Soc. Am. B. 1999. T. 16, C. 1370-1376.

63. C. Zhang, H. Wei, Y. Zhu, H. Wang, S. Zhu, N. Ming. Third-harmonic generation in a general two-component quasi-periodic optical superlattice // Opt. Lett. 2001. T. 26, C. 899-901. (

64. Т. В. Долгова, А. И. Майдыковский, M. Г. Мартемьянов, А. А. Федянин, О. А. Акципетров. Гигантская третья гармоника в фотонных кристаллах и микрорезонаторах на основе пористого кремния//Письма в ЖЭТФ. 2002. Т. 75, С. 17-21.

65. P. P. Markowicz, Н. Tiryaki, Н. Pudavar, Р. N. Prasad. Dramatic enhancement of third-harmonic generation in three-dimentional photonic crystals//Phys. Rev. Lett. 2004. T. 92, C. 083903.

66. N. Bloembergen, P. S. Pershan. Light waves at the boundary of nonlinear media//Phys. Rev. 1962. T. 128, C. 606-622.

67. И.Р. Шен. Принципы нелинейной оптики J J Москва: Наука, 1989.

68. J. A. Armstrong, N. Bloembergen, J. Ducuing, P. S. Pershan. Interactions between light waves in a nonlinear dielectric// Phys. Rev. 1962. T. 127, C. 1918-1939.

69. I. Freund. Nonlinear diffraction// Phys. Rev. Lett. 1968. T. 21, C. 1404-1406.

70. R. C. Miller. Optical harmonic generation in single crystal BaTi03//Phys. Rev. 1964. T. 134, С. A1313-A1319.

71. V. Berger. Nonlinear photonic crystals // Phys. Rev. Lett. 1998. T. 81, C. 4136-4139.

72. L.-H. Peng, C.-C. Hsu, Y.-C. Shih. Second-harmonic green generation from two-dimensional %^ nonlinear photonic crystal with orthorhombic lattice structure//Appl. Phys. Lett. 2003. T. 83, C. 3447 3449.

73. P. P. Ewald. Introduction to the dynamical theory of x-ray diffraction//Acta Gryst. 1969. Т. A25, C. 103 108.

74. I. V. Soboleva, E. Descrovi, C. Summonte, A. A. Fedyanin, F. Giorgis. Fluorescence emission enhanced by surface electromagnetic waves on one-dimensional photonic crystals//Appl. Phys. Lett. 2009. T. 94, C. 231122.

75. F. Giorgis, C.F. Pirri, E. Tresso. Structural properties of a-Sii-^N^H films grown by plasma enhanced chemical vapour deposition by SiH4+NH3+II2 gas mixtures//Thin Solid Films. 1997. T. 307, G. 298 305.

76. E. Descrovi, T. Sfez, L. Dominici, W. Nakagaw, F. Michelotti, F. Giorgis, H.-P. Herzig. Near-field imaging of bloch surface waves on silicon nitride one-dimensional photonic crystals// Optics Express. 2008. T. 16, C. 5453 5464.

77. D.S. Bethune. Optical harmonic generation and mixing in multilayer media: analysis using optical transfer matrix techniques// J. Opt. Soc. Am. B. 1989. T. 6, C. 910 916.

78. U. Fano. Effects of configuration interaction on intensities and phase shifts// Phys. Rev. 1961. T. 124, C. 1866.

79. A. A. Clerk, X. Waintal, P. W. Brouwer. Fano resonances as a probe of phase coherence in quantum dots//Phys. Rev. Lett. 2001. T. 4636, C. 86.

80. Jl. А. Фальковский. Резонанс Фано в системе взаимодействующих электронов и фононов//Письма в ЖЭТФ. 1995. Т. 62, С. 227 230.

81. С. Р. Holfeld, F. Löser, М. Sudzius, К. Leo, D. M. Whittaker, К. Köhler.// Phys. Rev. Lett. 1998. Т. 81, С. 874.

82. С. Genet, М.Р. Exter, J.P. Woerdman. Fano-type interpretation of red shifts and red tails in hole array transmission spectra//Opt. Commun. 2003. T. 225, C.331.

83. M.V. Rybin, A. B. Khanikaev, M. Inoue, К. B. Samusev, M. J. Steel, G. Yushin, M. F. Limonov. Fano resonance between mie and bragg scattering in photonic crystals//Phys. Rev. Lett. 2009. T. 103, C. 023901.

84. M. Galli, S. L. Portalupi, M. Belotti, L. C. Andreani, L. O'Faolain, T. F. Krauss. Light scattering and fano resonances in high-q photonic crystal nanocavities// Appl. Phys. Lett. 2009. T. 94, C. 071101.

85. R. Harbens, S. Jochim, N. Moll, R. F. Mahrt, D. Erni, J.A. Hoffnagle, W.D. Hinsberg. Control of fano line shapes by means of photonic crystal structures in a dye-doped polymer//Appl. Phys. Lett. 2007. T. 90, C. 201105.

86. И1И. Бардышев, А.Д. Мокрушин, A.A. Прибылов, Э.Н. Самаров. Пористая структура синтетических опалов//Коллоидный ж. 2006. Т. 68, С. 25 30.

87. V. N. Astratov, A. M. Adawi, S. Fricker, M. S. Skolnick, D. M. Whittaker, P. N. Pusey. Interplay of order and disorder in the optical properties of opal photonic crystals//Phys. Rev. B. 2002. T. 66, C. 165215-1 165215-13.

88. E.B. Петров, Б.И. Манцызов. Изменения условий фазового синхронизма при генерации сигнала второй гармоники в конечном одномерном фотонном кристалле вблизи условия Брэгга: случаи слабой и сильной дифракции//ЖЭТФ. 2005. Т. 128, С. 464 475.

89. А. V. Baryshev, А. В. Khanikaev, H. Uchida, M. Inoue, M. F. Limonov. Interaction of polarized light with three-dimensional opal-based photonic crystals//Phys. Rev. B. 2006. T. 73, C. 033103-1 033103-4.

90. A. A. Fedyanin, O. A. Aktsipetrov, D. A. Kurdyukov, V. G. Golubev, M. Inoue. Nonlinear diffraction and second-harmonic generation enhancement in silicon-opal photonic crystals// Appl. Phys. Lett. 2005. T. 87, C. 151111-1 151111-3.

91. A. Molinos-Gómez F. López-Calahorra M. Maymó. Visible second-harmonic light generated from a self-organized centrosymmetric lattice of nanospheres //Opt. Express. 2006. T. 14, C. 2864 2872.