Резонансное взаимодействие мод слоистых сред в планарных металло-диэлектрических оптических структурах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, доктор наук Нестеренко Дмитрий Владимирович

• Нестеренко Дмитрий Владимирович
• доктор наук
• 2020

Оглавление диссертации доктор наук Нестеренко Дмитрий Владимирович

Введение

Глава 1 Резонансные эффекты возбуждения одиночных плазмонных мод в планарных структурах

1. 1 Возбуждение плазмонных мод на границах раздела металл/диэлектрик

1.1.1 Возбуждение поверхностных плазмон-поляритонов затухающими волнами

1.1.2 Аппроксимации асимметричного профиля Фано на основе строгой электромагнитной теории

1.1.3 Построение модели связанных мод

1.1.4 Результаты численного моделирования

1.2 Связь и интерференция плазмонных мод в трехслойных одномодовых

структурах

1.2.1 Возбуждение поверхностных плазмон-поляритонов в конфигурациях Кречмана и Отто

1.2.2 Аппроксимации асимметричного профиля Фано на основе строгой электромагнитной теории

1.2.3 Построение модели связанных мод

1.2.4 Исследование методом численного эксперимента

1.3 Резонансные эффекты возбуждения поверхностных плазмон-

поляритонов в трехслойных одномодовых структурах

1.3.1 Усиление поля и чувствительность к изменениям оптических характеристик

1.3.2 Экспериментальное определение оптических характеристик нанопленок металла

1.4 Выводы по первой главе

Глава 2 Резонансные эффекты возбуждения мод в структурах

металл/диэлектрик/металл

2.1 Возбуждение мод Фабри-Перо в структурах металл/диэлектрик/металл

2.1.1 Анализ электромагнитного поля для трёхслойной структуры

2.1.2 Анализ электромагнитного поля для пятислойной структуры

2.1.3 Построение модели связанных мод для трёхслойной структуры

2.1.4 Построение модели связанных мод для пятислойной структуры

2.1.5 Результаты численного моделирования

2.1.6 Результаты экспериментального исследования

2.2 Эффект антипересечения дисперсионных кривых поверхностных плазмон-поляритонов

2.2.1 Пространственные спектры отражения

2.2.2 Частотные спектры отражения и дисперсионные кривые связанных плазмонных мод

2.3 Экспериментальное сравнение чувствительности резонансного отклика,

обусловленного возбуждением связанных плазмонных мод

2.3.1 Результаты измерений спектров нарушенного полного

внутреннего отражения

2.3.3 Экспериментальная оценка чувствительности

2.4 Выводы по второй главе

Глава 3 Слабое взаимодействие волноводной моды и поверхностного плазмон-поляритона в планарных металло-диэлектрических структурах

3.1 Асимметричный профиль Фано в резонансных спектрах в случае

слабосвязанных мод

3.1.1 Профиль Фано в случае слабой связи мод

3.1.2 Аналогия с системой связанных осцилляторов

3.1.3 Построение модели связанных мод для взаимодействия плазмонной и волноводной мод

3.2 Теоретическое и экспериментальное исследование влияния параметров

структуры на резонансный профиль Фано

3.2.1 Анализ резонансного профиля

3.2.2 Оценка чувствительности

3.2.3 Экспериментальное исследование изменения профиля резонансов Фано

3. 3 Эффекты возбуждения слабосвязанных мод

3.3.1 Характеристики возбуждаемых мод для ТМ и ТЕ поляризаций160

3.3.2 Гигантское усиление поля на поверхности структуры, ультраузкая ширина и сверхвысокая чувствительность резонансных кривых к изменениям внешней среды

3.4 Фано резонансы и интерференция слабосвязанных мод в структурах с

оптически-чувствительным слоем

3.4.1 Экспериментальное исследование фотоиндуцированных изменений в спектрах отражения

3.4.2 Экспериментальное исследование фотоиндуцированного сдвига резонансного угла

3. 5 Выводы по третьей главе

Заключение

Список сокращений

Список литературы

Приложение А. Экспериментальная установка для регистрации

пространственных спектров

Приложение Б. Методика экспериментальных исследований спектров

структур Ag/PMMA/Ag

Приложение В. Методика экспериментальных исследований спектров

структур Ag/PMMA/Au

Приложение Г. Методика экспериментальных исследований спектров оптически-чувствительных структур

Введение

В диссертации исследуются оптические эффекты, возникающие при возбуждении и взаимодействии собственных мод резонансных слоистых структур.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Резонансное взаимодействие мод слоистых сред в планарных металло-диэлектрических оптических структурах»

Актуальность темы и степень её разработанности

Явления усиления отклика какой-либо колебательной системы вследствие внешнего возбуждения при определённой частоте обычно рассматриваются как резонансные. Резонансные эффекты наблюдаются в механических, акустических и электромагнитных системах. Долгое время эти резонансы в спектрах описывались симметричной формулой Лоренца, которая считалась фундаментальной для профиля резонансных линий.

Асимметричные резонансы были впервые экспериментально обнаружены в спектрах поглощения инертных газов в 1935 году Байтлером [1] и Фано [2]. Природа асимметрии была затем теоретически объяснена Фано на основе взаимодействия ионизационных состояний атомов в рамках теории квантовой механики в 1961 году [3]. Теория Фано объяснила возникновение узких асимметричных резонансных профилей в спектрах интерференцией откликов, обусловленных дискретным и непрерывным состояний. В случае близости энергетических положений ионизационных состояний возникает деструктивная и конструктивная интерференция, что приводит к резонансному усилению и подавлению, которые соответствуют максимуму и минимуму в спектральных линиях, соответственно.

Электромагнитно-индуцированное пропускание (ЭИП) и резонанс Фано -интерференционные эффекты, обнаруженные при изучении атомной физики. Эффект ЭИП происходит вследствие деструктивной интерференции излучений от двух возбужденных мод и выражается в виде узкого окна пропускания в широкой полосе поглощения [4, 5]. Резонансы Фано возникают из-за конструктивной и деструктивной интерференции резонансных и нерезонансных возбуждений, приво-

дящей к появлению асимметричных резонансных профилей в спектрах [3, 6, 7]. Хотя ЭИП и резонанс Фано изначально были представлены как квантово-механические явления, резонансные профили, подобные тем, что регистрируются при ЭИП и резонансе Фано, наблюдаются в различных физических системах и хорошо описаны на основе классической модели связанных гармонических осцилляторов [8, 9].

За последнее время значительное число работ было посвящено реализации резонансных линий Фано и профиля ЭИП в отклике дальнего поля (отражении, пропускании, рассеянии, дифракции и т.п.) плазмонных [6, 7, 10-20] и полностью диэлектрических наноструктур, метаматериалов и фотонных кристаллов [21-26]. Плазмонные эффекты, приводящие к ЭИП-подобным резонансным профилям, часто называют плазмонно-индуцированным пропусканием (ПИП) [21]. Появление профилей ПИП и Фано в отклике наноструктур, как правило, объясняется условиями связи между темной модой и светлой модой. Так, асимметричные резо-нансы наблюдались и изучались в спектрах различных двумерных и трехмерных систем, включая дифракционные периодические (резонансные дифракционные решетки [27, 28*]) и непериодические (кольцевые и объёмные резонаторы [29]) структуры, наночастицы (квантовые точки [30, 31], нанопровода [32], двухслойные структуры на основе графена [33], многочисленные оптические системы на основе фотонных кристаллов и метаматериалов [6, 7, 34*]. В литературе рассматривалось множество различных плазмонных наноструктур и метаматериалов, спектральный отклик которых описывается резонансами Фано вследствие взаимодействия собственных мод [10, 35, 36].

Изготовление резонансных двух- и трёхмерных наноструктур - это непростая, обычно трудоёмкая задача, требующая применения сложного оборудования [37*, 38*, 39*, 40*], что является основным препятствием к их реальному применению. Для одномерных слоистых структур [41*, 42*, 43*, 44*] технологии изготовления хорошо отработаны, не требуют применения нанотехнологий, микро- и

* Здесь и далее звёздочками отмечены работы автора.

наноструктурирования. Кроме того, изготовление тонких плёнок обладает рядом преимуществ по сравнению с изготовлением структур большей размерности. Это более широкий выбор различных материалов (органических, неорганических и их комбинаций). Возможность легирования различными функциональными включениями, такими как оптически чувствительные или активные молекулы. Простота электромагнитной теории для слоистых структур обеспечивает полную интерпретацию оптического отклика. Однако в известных работах мало внимания уделялось изучению влияния возбуждения и взаимодействия мод слоистых сред на ассоциированные с ними резонансные эффекты.

Оптические спектры, наблюдаемые в резонансных структурах, могут быть получены в рамках строгой электромагнитной теории. Поле слоистых структур может быть описано аналитически. Для множества более сложных структур необходимо применять численные методы. Численные методы, используемые для расчетов электромагнитного поля обычно требуют значительных затрат времени и компьютерных ресурсов. Более того, полученные численные решения не дают глубокого понимания физики лежащих в основе процессов. Поэтому потребность в общем описании потоков энергии в резонансных системах привела к развитию теории связанных мод (англ. coupled mode, CM) [45].

Подходы на основе теории СМ были разработаны в волноводной оптике для анализа резонансов в геометрически сложных структурах в терминах взаимодействия электромагнитных полей, представленных в виде дискретных мод, падающих, отраженных и прошедших плоских волн, дифракционных порядков дифракционных решеток [46-48]. В моделях СМ резонансы представляются как результат связи волн в оптических процессах, таких как ввод и вывод излучения и мод в резонаторах. Рассматриваемые в моделях СМ различные виды связи волн описываются параметрами модели. Численные приближённые методы на основе теории СМ отличаются быстротой расчёта и малыми требованиями к ресурсам по сравнению с точными методами. Используемые для построения теории связанных мод различные теоретические подходы, методы исследования и приближения привели

к возникновению противоречий и спорных результатов, полученных различными подходами к выводу уравнений связанных мод. Это затрудняет согласование результатов, полученных разными авторами. Так, в многочисленных предыдущих реализациях теории СМ для резонансных одномерных и двумерных структур [4651] коэффициенты связи волн для моделей СМ определяются подбором значений из условия наилучшей аппроксимации спектров, полученных точными методами. Таким образом, актуальна разработка корректной модели СМ на основе прямой трансформации аналитических уравнений возбуждения поля в уравнения связанных мод, что может быть реализовано для слоистых структур, что также позволит получить аналитические выражения для коэффициентов связи между модами.

Усиление поля и резонансы узкой формы в спектральных линиях представляют большой интерес как для фундаментальных, так и для прикладных наук, поскольку они находят потенциальное применение, например, в оптической сенсорике [52]. Высокие значения чувствительности и добротности были предсказаны теоретически для разнообразных наноструктур, включая металлические кольцевые/дисковые нанорезонаторы [53], плазмонные наноленты [54] и волноводы с плазмонными наноструктурами [55]. Значения чувствительности много большие, чем у традиционных оптических структур, используемых для детекции изменений оптических характеристик на основе плазмонных резонансов, были продемонстрированы экспериментально в планарных метаматериалах [56], плазмонных структур наноотверстий [57], металлических нанодисках, размещенных на плоской металлической поверхности [58], и в ультратонкой плазмон-ной наноструктуре [59].

В биосенсорике чувствительные структуры обычно применяются для анализа водных растворов, содержащих биожидкости и биомолекулы. Посторонние включения изменяют объемный показатель преломления анализируемой среды. Поверхность структуры, обработанная молекулярными рецепторами, позволяет связывать специфические биомолекулы, что приводит к росту тонкой плёнки на

поверхности. Основными детектируемыми характеристиками среды являются показатель преломления сплошной среды, толщина и показатель преломления тонкой пленки, осаждаемой на поверхность структуры из раствора. За последние два десятилетия был достигнут значительный прогресс в повышении чувствительности оптических структур, с помощью которых отслеживают и измеряют бимолекулярные взаимодействия в режиме реального времени [60-64]. Различные методы, такие как флуоресцентная спектроскопия [65], интерферометрия [66], оптическая спектроскопия на основе аппроксимаций резонансов, используются в области сенсорики [67-72]. В связи с этим, оптические биосенсоры на основе плазмон-ных резонансов привлекают внимание с точки зрения фундаментальных исследований и практического применения.

В сенсорике изменения оптических характеристик детектируемой среды определяются на основе анализа положения и формы резонансных кривых в частотных и пространственных спектрах резонансных структур [73, 74]. Ключевыми характеристиками оценки эффективности таких структур являются резонансное усиление поля и чувствительность спектрального отклика к изменениям внешней среды. Так, достижимая чувствительность, максимальное отношение изменения интенсивности света, отражённого или прошедшего резонансную структуру, к изменениям оптических характеристик детектируемых сред, пропорциональна высоте и обратно пропорциональна ширине резонансной кривой в спектрах, т.е. пропорциональна наклону резонансной кривой, а также пропорциональна сдвигу резонансной кривой [75*]. Традиционно, точный расчет спектрального отклика слоистых структур проводится на основе уравнений Максвелла в рамках строгой электромагнитной теории для известных оптических характеристик слоёв при фиксированных значениях длины волны и угла падения [76, 77]. Оценка значений комплексного показателя преломления детектируемой среды или толщины осаждаемого на поверхность структуры слоя из раствора осуществляется их подбором с достижением наилучшей аппроксимации резонансных форм линий экспериментальных спектров теоретическими точными данными. Основные характеристики

сопоставления спектров - это, например, положение резонанса, его ширина и высота. Получение характеристик профиля резонансов требует применения последующей затратной обработки спектральных данных [75*]. Например, для анализа экспериментальных резонансных спектров с искажениями, вызванными шумами различной природы, используются алгоритмы обработки данных определения центра масс резонансной кривой [74, 78, 79]. Для обработки спектров также применяются более быстрые подходы на основе аппроксимаций асимметричных ре-зонансов симметричными линиями Лоренца, коэффициенты функции которых не связаны с материальными характеристиками структуры и подлежат оптимизации [49, 50, 80-86]. Таким образом, в известных работах не представлены прямые методы оценки характеристик профиля резонансных линий в спектрах и усиления поля слоистых структур с известными параметрами, а также методы получения оптических параметров структур на основе информации об их спектральных характеристиках. Кроме того, применение резонансных эффектов к проблеме повышения чувствительности детекции оптических изменений на основе недорогих, надежных и высокопроизводительных структур все еще находится на начальной стадии.

Ранние исследования резонансных эффектов в слоистых структурах были выполнены в планарных плазмонных структурах для границ раздела металл/диэлектрик, которые допускают возбуждение поверхностных плазмон-поляритонов (ППП, англ. surface plasmon-polariton, SPP); [87, 88]. ППП - это связанные коллективные колебания (моды) плотности заряда свободного или слабо связанного электронного газа в металле с электромагнитными колебаниями, распространяющимися вдоль границы раздела металл/диэлектрик и экспоненциально убывающими от границы раздела [87, 88]. Согласно строгой электромагнитной теории, основанной на решении уравнений Максвелла [87-89], ППП классифицируются в поперечные магнитные (англ. transverse magnetic, ТМ) моды и могут возбуждаться TM-поляризованным светом. Из-за их гибридного характера ППП распространяются вдоль границы раздела с фазовыми скоростями ниже, чем ско-

рости распространения волн в свободном пространстве [90]. Поэтому прямое возбуждение ППП распространяющимися волнами невозможно и может осуществляться волнами с пониженной фазовой скоростью, такими как затухающие волны.

Хорошо известный способ возбуждения светом ППП в слоистых структурах основан на генерации затухающих волн в условиях нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) [91]. Способы возбуждения ППП на границах металл/диэлектрик на основе НПВО с использованием призм с высоким показателем преломления, располагаемых вблизи систем металл/низкоиндексный диэлектрик, были представлены Турбадаром [92, 93] в 1959, Отто [94] и Кречманом и Разером [95] в 1968. В этих конфигурациях ТМ-поляризованный световой пучок падает на внутреннюю поверхность призмы под углами, большими, чем критический угол полного внутреннего отражения. В слое металла и низкоиндексного диэлектрического слоя возникают затухающие волны, возбуждающие ППП, распространяющиеся вдоль границы раздела этих слоёв. Эффективность передачи энергии при возбуждении ППП зависит от близости фазовой скорости возбуждающей волны к скорости ППП и принимает своё максимальное значение при определенном угле падения, который называется резонансным углом. Потери энергии, вызванные возбуждением ППП, приводят к появлению резонанса в спектрах НПВО.

Плазмонные резонансы характеризуются большими диссипативными потерями и низкой добротностью, что упрощает их экспериментальное наблюдение и анализ. Исследования по усилению ближнего поля и резонансному отклику на границах раздела металл/диэлектрик важны для различных применений. Например, создание наноразмерных локальных источников света и генерация направленных одиночных плазмонов в интегральных оптических схемах [96], усиление и затухание флуоресценции одиночных молекул, расположенных вблизи металлической поверхности [97], резонансное усиление скорости излучения оптических излучателей в поверхностные плазмоны тонких металлических плёнок [98] и структур металл/диэлектрик/металл [99]. Благодаря своим резонансным свойствам, слоистые планарные плазмонные структуры [100, 101, 102*], такие как

структуры диэлектрик/металл/диэлектрик [103, 104*] и металл/диэлектрик/металл [105*], структуры металл/диэлектрик/диэлектрик, допускающие взаимосвязь плазмонной моды и волноводной моды [106*, 107*, 108*, 109*, 110*, 111*], применяются как металло-диэлектрические волноводы [112], сенсорные структуры [75*, 104*, 113, 114, 115*, 116*], элементы платформ поверхностно-усиленных спектроскопий на основе флюореценции, комбинационного рассеяния [86, 117, 118], оптических вычислений и визуализации [49, 119]. В последнее десятилетие пространственная настройка поля ППП, распространяющихся вдоль границ раздела металл/диэлектрик, для локализации поля и подавления рассеяния была предметом интенсивных исследований [50, 120-122].

Резонансные спектры НПВО планарных плазмонных структур позволяют эффективно определять резонансные характеристики ППП и оптические характеристики сред. Экспериментальные и теоретические спектры НПВО планарных плазмонных структур, описанные в литературе, имеют асимметричную форму резонансной линии [87-89]. Однако, неожиданно мало внимания уделялось асимметрии резонансных спектров, полученных в конфигурациях НПВО Кречмана и Отто. Используя строгую электромагнитную теорию, основанную на решении уравнений Френеля, Кречман получил симметричную аппроксимацию Лоренца для спектров коэффициента отражения трехслойной системы в 1971 году [123], что позднее было обобщено Разером в 1988 [89]. Несмотря на несоответствие теоретическим и экспериментальным асимметричным спектрам, эта аппроксимация обеспечила основу для многих более поздних исследований ППП [49, 50, 86]. Единственное асимметричное уравнение, аппроксимирующее резонанс ППП, было получено в 2002 году с использованием аппроксимаций точного решения для трёхслойных структур [124]. Таким образом, для отклика элементарных двух- и трёхслойных металло-диэлектрических структур, допускающих возбуждение ППП, в существующих работах отсутствует описание пространственного профиля Фано.

В плазмонике резонансы Фано в диэлектрических и металлических наноструктурах также описаны по аналогии с классической системой двух связанных механических осцилляторов (англ. coupled oscillators, CO) [8, 35, 125*] и формализмом теории СМ [45, 46]. Теория СМ обычно используется для описания интерференции волн в резонансных системах, таких как резонансные решетки [47], структуры плазмоники и фотоники [49-51, 126], для более глубокого понимания явлений интерференции Фано. Поскольку планарная конфигурация НПВО является одной из наиболее элементарных и фундаментальных плазмонных структур, понимание происхождения асимметрии в спектральных линиях имеет первостепенное значение для дальнейших исследований и применений. Несмотря на недавние обширные экспериментальные и теоретические исследования резонансов Фано в плазмонных наноструктурах и метаматериалах, в существующих работах не предпринималось попыток объяснить асимметрию в пространственных спектральных линиях элементарных двух- и трёхслойных металло-диэлектрических структур, допускающих возбуждение ППП, в терминах взаимодействия различных видов возбуждений поля.

Возбуждение ППП ассоциируется с усилением электромагнитного поля на границе раздела сред, которое зависит от оптических свойств материалов в различных спектральных диапазонах [127], шероховатости поверхности [128]. Так, спектроскопия и анализ резонансного профиля ППП обеспечивает возможность исследований поверхностей материалов и прилегающих областей [129]. Например, метод аппроксимации экспериментальных резонансных линий ППП стал мощным инструментом обнаружения и изучения биомолекулярных взаимодействий в реальном времени. Явление возбуждения ППП также нашло применение в естественно-научных исследованиях, электрохимии, пищевой и экологической безопасности и т.д. [130-132]. В данных приложениях используются биметаллические слои из серебра (Ag) и золота (Au), например, для защиты серебра от окисления нанометровым покрытием из Au [133]. Оптимальные толщины металлических слоёв были определены из критерия минимизации интенсивности отражен-

ного луча. По сравнению с серебром золото химически более устойчиво к воздействиям атмосферы, химически нейтрально к биомолекулам. Однако, Au характеризуется слабой адгезией к таким поверхностям, как кварц или стекло. Плёнка золота образуется на таких подложках неравномерно и может легко расслаиваться. Нанесение тонкого металлического промежуточного слоя может значительно улучшить адгезию. Хром (Cr) и титан (Ti) - два наиболее часто используемых металла при осаждении Au на кварцевые или стеклянные подложки. В случае слоёв из серебра наблюдаются более узкие резонансы, что обеспечивает большую чувствительность к изменениям среды, по сравнению со структурами на основе Au [134, 135]. Чувствительность плазмонных структур на основе слоя золота к изменению показателя преломления в объеме водного раствора и толщине осаждаемого диэлектрического слоя численно оценивалась в диапазоне длин волн 0,61,6 мкм [136]. Теоретически и экспериментально было исследовано применение меди (Cu), алюминия (Al), Ag и Au в плазмонных структурах на длине волны 633 нм в [137]. Таким образом, в известных работах исследование спектра достижимой чувствительности структур на основе ППП в одно- и двухслойной конфигурациях было выполнено в ограниченном диапазоне длин волн. Кроме того, влияние адгезионных слоев на чувствительность плазмонных структур ранее не исследовалось.

Определение оптических констант и/или толщины металлических пленок имеет важное значение как с точки зрения фундаментальных исследований, так и для промышленного применения [138, 139*]. Эффективные оптические константы металлических пленок также зависят от их толщины, которая связана с внутренней структурой вследствие изменения плотности пленки и удельного сопротивления [140-142]. Изучение ультратонких пленок металла представляет интерес для исследований в области плазмоники. Например, возбуждение ППП дальнего действия (англ. long-range surface plasmon polariton, LRSPP) достигается при меньших толщинах слоя металла [143], проводились исследования резонансов LRSPP для плёнок, состоящих из двух слоёв различных металлов [104*], плазмон-экситонная

взаимосвязь образуется для очень тонких металлических пленок [144], как и связь внешнего излучения с плазмонами [145]. Таким образом, получение характеристик оптически тонких (до нескольких нанометров) металлических пленок является актуальной задачей. Многие исследователи проводили оценку оптических постоянных тонких металлических пленок с помощью аппроксимации резонансных кривых ППП в спектрах НПВО для различных толщин (более 16 нм) тонких металлических пленок и сравнивали их с данными, полученными другими экспериментальными методами измерения [123, 146, 147]. Однако, в существующих работах применение методов аппроксимаций резонансных спектров НПВО возбуждения ППП для оценки оптических характеристик ультратонких металлических пленок толщиной менее 10 нм не было продемонстрировано.

Слоистые интерференционные структуры металл/диэлектрик/металл (МДМ) могут быть классифицированы как резонаторы Фабри-Перо с поглощающими зеркалами. Эффекты интерференции многократных отражений лучей в таких структурах были впервые описаны в конце 19 века [148] и используются в интерферометрах Фабри-Перо. В общем случае, модель интерферометра Фабри-Перо представляется однородным диэлектрическим слоем, переотражение лучей в котором происходит на его границах с другими слоями. Отражение и пропускание таких слоистых структур зависят как от оптических свойств материалов структуры и окружающей среды, так и от угла падения и длины волны света, что используется для пространственной и оптической фильтрации [149], детекции [115*], спектроскопии [105*], лазерной оптике [150]. Характерные резонансные профили спектральных линий и усиление поля наблюдаются в перфорированных плёнках металла [151, 152], диэлектрических решётках с металлизированными стенками [153], структурах металл/диэлектрик/металл [154].

Формирование картины интерференции в структурах МДМ описывалось как качественно, так и количественно на основе модели многолучевой интерференции, не учитывающей материальные параметры структуры. Теоретические аппроксимации, разработанные для качественного описания резонаторов без поглощения [80-

82], например полностью диэлектрических резонаторов с непоглощающими зеркалами, не описывают резонаторы с высоким поглощением. Аппроксимации, учитывающие поглощение в зеркалах [83, 84], поглощение в резонаторе [85] не рассматривают зависимость коэффициентов отражения и фазового сдвига луча при прохождении резонатора от направления распространения луча. В настоящее время проектирование и настройка узких резонансов в плазмонных структурах остается актуальной задачей, которая требует разработки соответствующих моделей для лежащих в основе физических процессов. При этом, в известных работах отсутствует описание пространственного профиля Фано для резонансов Фабри-Перо в спектрах металло-диэлектрических слоистых структур.

В последнее время, помимо примеров, упомянутых выше, растет интерес к связи между ППП и связи ППП с другими модами. В конфигурации диэлектрик/металл/диэлектрик (ДМД), металлический слой заключен между диэлектрическими слоями. Известно, что для такой структуры связь между двумя плазмон-ными модами, распространяющимися вдоль двух противоположных границ раздела металл/диэлектрик с близкими дисперсионными кривыми, происходит в случае достаточно тонкой металлической плёнки толщиной менее 100 нм [87-89, 101, 155, 156]. Связь плазмонных мод приводит к возникновению симметричной (С-ППП) и антисимметричной (АС-ППП) мод, характеризующихся симметричным и антисимметричным распределением тангенциальной компоненты электрического поля и поверхностных зарядов. Как известно, мода АС-ППП является LRSPP и распространяется на большие расстояния [104*, 143, 157]. Оптическое возбуждение LRSPP применяется для повышения чувствительности к изменениям показателя преломления в структурах на основе резонанса ППП [114]. В структурах МДМ, состоящих из диэлектрического слоя с обкладками из слоев металлов, связь между двумя плазмонными модами на двух границах раздела диэлектрик/металл также приводит к генерации мод С-ППП и АС-ППП [101, 117, 155, 156, 158-161]. Мода АС-ППП в МДМ структуре также относится к слабозатухающим модам. Теоретический анализ предсказывает, что АС-ППП мода может

возбуждаться, даже если толщина диэлектрика стремится к нулю [160, 162]. Таким образом, структура МДМ может быть использована для реализации нанораз-мерных плазмонных волноводов, вследствие чего она является предметом интенсивных исследований [162]. Например, было продемонстрировано отрицательное преломление света в специально разработанном МДМ волноводе [163].

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Нестеренко Дмитрий Владимирович, 2020 год

Список литературы

1. Beutler, H. Uber Absorptionsserien von Argon, Krypton und Xenon zu Termen zwischen den beiden Ionisierungsgrenzen2P / H. Beutler // Z. Physik. - 1935. - T. 93, № 3-4. - C. 177-196.

2. Fano, U. Sullo spettro di assorbimento dei gas nobili presso il limite dello spettro darco / U. Fano // Il Nuovo Cimento. - 1935. - T. 12, № 3. - C. 154-161.

3. Fano, U. Effects of Configuration Interaction on Intensities and Phase Shifts / U. Fano // Phys. Rev. - 1961. - T. 124, № 6. - C. 1866-1878.

4. Harris, S.E. Electromagnetically Induced Transparency / S.E. Harris // Phys. Today. - 1997. - T. 50, № 7. - C. 36.

5. Fleischhauer, M. Electromagnetically induced transparency: Optics in coherent media / M. Fleischhauer, A. Imamoglu, J.P. Marangos // Rev. Mod. Phys. - 2005. - T. 77, № 2. - C. 633-673.

6. Luk'yanchuk, B. The Fano resonance in plasmonic nanostructures and metamaterials / B. Luk'yanchuk, N.I. Zheludev, S.A. Maier, N.J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, C.T. Chong // Nature materials. - 2010. - T. 9, № 9. - C. 707-15.

7. Miroshnichenko, A.E. Fano resonances in nanoscale structures / A.E. Miroshnichenko, Y.S. Kivshar, S. Flach // Rev. Mod. Phys. - 2010. - T. 82, № 3. -C. 2257-2298.

8. Joe, Y.S. Classical analogy of Fano resonances / Y.S. Joe, A.M. Satanin, C.S. Kim // Phys. Scr. - 2006. - T. 74, № 2. - C. 259-266.

9. Alzar, C.L.G. Classical analog of electromagnetically induced transparency / C.L.G. Alzar, M.A.G. Martinez, P. Nussenzveig // Am. J. Phys. - 2002. - T. 70. - C. 37-41.

10. Gallinet, B. Influence of electromagnetic interactions on the line shape of plasmonic Fano resonances / B. Gallinet, O.J.F. Martin // ACS nano. - 2011. - T. 5, №

11. - C. 8999-9008.

11. Zentgraf, T. Ultranarrow coupling-induced transparency bands in hybrid plasmonic systems / T. Zentgraf, S. Zhang, R.F. Oulton, X. Zhang // Phys. Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. - 2009. - T. 80, № 19.

12. Liu, N. Plasmonic analogue of electromagnetically induced transparency at the Drude damping limit / N. Liu, L. Langguth, T. Weiss, J. Kästel, M. Fleischhauer, T. Pfau, H. Giessen // Nature materials. - 2009. - T. 8, № 9. - C. 758-62.

13. Taubert, R. Classical analog of electromagnetically induced absorption in plasmonics / R. Taubert, M. Hentschel, J. Kastel, H. Giessen // Nano letters. - 2012. -T. 12, № 3. - C. 1367-71.

14. Ishikawa, A. Slow-light dispersion by transparent waveguide plasmon polaritons / A. Ishikawa, R.F. Oulton, T. Zentgraf, X. Zhang // Phys. Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. - 2012. - T. 85, № 15.

15. Christ, A. Controlling the Fano interference in a plasmonic lattice / A. Christ, Y. Ekinci, H.H. Solak, N.A. Gippius, S.G. Tikhodeev, O.J.F. Martin // Phys. Rev. B. -

2007. - T. 76, № 20. - C. 201405.

16. Sonnefraud, Y. Experimental realization of subradiant, superradiant, and fano resonances in ring/disk plasmonic nanocavities / Y. Sonnefraud, N. Verellen, H. Sobhani, G.A. Vandenbosch, V.V. Moshchalkov, P. Van Dorpe, P. Nordlander, S.A. Maier // ACS nano. - 2010. - T. 4, № 3. - C. 1664-70.

17. Francescato, Y. Plasmonic systems unveiled by Fano resonances / Y. Francescato, V. Giannini, S.A. Maier // ACS nano. - 2012. - T. 6, № 2. - C. 1830-8.

18. Lassiter, J.B. Designing and deconstructing the Fano lineshape in plasmonic nanoclusters / J.B. Lassiter, H. Sobhani, M.W. Knight, W.S. Mielczarek, P. Nordlander, N.J. Halas // Nano letters. - 2012. - T. 12, № 2. - C. 1058-62.

19. Forestiere, C. Theory of coupled plasmon modes and Fano-like resonances in subwavelength metal structures / C. Forestiere, L. Dal Negro, G. Miano // Phys. Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. - 2013. - T. 88, № 15.

20. Verellen, N. Mode parity-controlled Fano- and Lorentz-like line shapes arising in plasmonic nanorods / N. Verellen, F. López-Tejeira, R. Paniagua-Domínguez, D. Vercruysse, D. Denkova, L. Lagae, P. Van Dorpe, V.V. Moshchalkov, J.A. Sánchez-Gil // Nano letters. - 2014. - T. 14, № 5. - C. 2322-9.

21. Zhang, S. Plasmon-induced transparency in metamaterials / S. Zhang, D.A. Genov, Y. Wang, M. Liu, X. Zhang // Phys. Rev. Lett. - 2008. - T. 101, № 4. - C. 07401.

22. Papasimakis, N. Metamaterial analog of electromagnetically induced transparency / N. Papasimakis, V.A. Fedotov, N.I. Zheludev, S.L. Prosvirnin // Phys. Rev. Lett. -

2008. - T. 101, № 25.

23. Ooi, K. Mimicking electromagnetically induced transparency by spoof surface plasmons / K. Ooi, K. Tanaka, T. Okada // Phys. Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. - 2011. - T. 84, № 11.

24. Gu, J. Active control of electromagnetically induced transparency analogue in terahertz metamaterials / J. Gu, R. Singh, X. Liu, X. Zhang, Y. Ma, S. Zhang, S.A. Maier,

Z. Tian, A.K. Azad, H.T. Chen, A.J. Taylor, J. Han, W. Zhang // Nature communications. - 2012. - Т. 3.

25. Tassin, P. Electromagnetically induced transparency and absorption in metamaterials: The radiating two-oscillator model and its experimental confirmation / P. Tassin, L. Zhang, R. Zhao, A. Jain, T. Koschny, C.M. Soukoulis // Phys. Rev. Lett. -2012. - Т. 109, № 18.

26. Osley, E.J. Fano resonance resulting from a tunable interaction between molecular vibrational modes and a double continuum of a plasmonic metamolecule / E.J. Osley, P.G. Thompson, R.R.F. Jahromi, P.A. Warburton, C.G. Biris, N.C. Panoiu // Phys. Rev. Lett. - 2013. - Т. 110, № 8.

27. Шестопалов, В.П. Резонансное рассеяние волн. В 2 томах. Т. 1. Дифракционные решетки / В.П. Шестопалов, А.А. Кириленко, С.А. Масалов, Ю.К. Сиренко. -Киев: Наукова думка, 1986. - 232 с.

*28. Nesterenko, D.V. Evanescent-field-coupled guided-mode sensor based on a waveguide grating / D.V. Nesterenko, S. Hayashi, Z. Sekkat // Applied optics. - 2015. - Т. 54, № 15. - C. 4889-4894.

29. Шестопалов, В.П. Резонансное рассеяние волн. В 2 томах. Т. 2. Волноводные неоднородности / В.П. Шестопалов, А.А. Кириленко, Л.А. Рудь. - Киев: Наукова думка, 1986. - 216 с.

30. Ueda, A. Resonant tunneling and Fano resonance in quantum dots with electron-phonon interaction / A. Ueda, M. Eto // Physical review. B, Condensed matter and materials physics. - 2006. - Т. 73, № 23. - C. 235353.

31. Lal, S. Nano-optics from sensing to waveguiding / S. Lal, N.J. Halas, S. Link // Nature Photonics. - 2007. - Т. 1, № 11. - C. 641-648.

32. Kobayashi, K. Fano resonance in a quantum wire with a side-coupled quantum dot / K. Kobayashi, H. Aikawa, A. Sano, S. Katsumoto, Y. Iye // Physical review. B, Condensed matter and materials physics. - 2004. - Т. 70, № 3. - C. 035319.

33. Tang, T.-T. A tunable phonon-exciton Fano system in bilayer graphene / T.-T. Tang, Y. Zhang, C.-H. Park, B. Geng, C. Girit, A. Zettl, M.F. Crommie, S.G. Louie, Y.R. Shen, F. Wang, Z. Hao, M.C. Martin // Nature Nanotechnology. - 2010. - Т. 5, № 1. - C. 32-36.

*34. Nesterenko, D.V. Absorption enhancement in thin-film solar cells with perforated holes / D.V. Nesterenko, S. Hayashi, S. Aazou, Z. Laghfour, A. Ulyashin, A. Slaoui, M. Dinia, M. Abd-Lefdil, Z. Sekkat // Plasmonics. - 2018. - Т. 13, № 3. - C. 939-945.

35. Gallinet, B. Ab initio theory of Fano resonances in plasmonic nanostructures and metamaterials / B. Gallinet, O.J.F. Martin // Phys. Rev. B. - 2011. - Т. 83, № 23. -C. 235427.

36. Collin, S. Nanostructure arrays in free-space: optical properties and applications / S. Collin // Rep. Prog. Phys. - 2014. - Т. 77, № 12. - C. 126402.

*37. Khonina, S.N. Narrowing of a light spot at diffraction of linearly-polarized beam on binary asymmetric axicons / S.N. Khonina, D.V. Nesterenko, A.A. Morozov, R.V. Skidanov, V.A. Soifer // Optical Memory and Neural Networks. - 2012. - Т. 21, № 1. -C. 17-26.

*38. Хонина, С.Н. Экспериментальное исследование дифракции линейно-поляризованного Гауссова пучка на бинарных микроаксиконах с периодом близким к длине волны / С.Н. Хонина, Д.В. Нестеренко, A.A. Морозов, Р.В. Скиданов, M.A. Пустовой // Компьютерная оптика. - 2011. - Т. 35, № 1. - C. 11-21.

*39. Нестеренко, Д.В. Формирование и обработка изображений электронной микроскопии / Д.В. Нестеренко // Компьютерная оптика. - 2011. - Т. 35, № 2. -C. 166-174.

*40. Нестеренко, Д.В. Создание криволинейных дифракционных решеток для ультрафиолетового диапазона / Д.В. Нестеренко, С.Д. Полетаев, О.Ю. Моисеев, Д.М. Якуненкова, А.В. Волков, Р.В. Скиданов // Известия Самарского научного центра РАН. - 2011. - Т. 13, № 4. - C. 66-70.

*41. Нестеренко, Д.В. Оптическое дифференцирование на основе эффекта Брю-стера / Д.В. Нестеренко, М.Д. Колесникова, А.В. Любарская // Компьютерная оптика. - 2018. - Т. 42, № 5. - C. 758-763.

*42. Nesterenko, D.V. The dependence of the image edge detection directivity by Brewster effect on the gradient of inhomogeneities of objects / D.V. Nesterenko, A.V. Lyubarskaya, M.D. Kolesnikova, V.A. Soifer // J. Phys.: Conf. Ser. - 2019. - Т. 1368. -C. 022066.

*43. Kolesnikova, M.D. The resolution of optical image edge detection based on Brewster effect / M.D. Kolesnikova, A.V. Lyubarskaya, D.V. Nesterenko, V.A. Soifer // J. Phys.: Conf. Ser. - 2019. - Т. 1368. - C. 022016.

*44. Nesterenko, D.V. Brewster effect in the broadband light reflectivity / D.V. Nesterenko, M.D. Kolesnikova, L.V. Lyubarskaya, V.A. Soifer // J. Phys.: Conf. Ser. -2020. - Т. 1461. - C. 012116.

45. Haus, H.A. Waves and fields in optoelectronics / H.A. Haus. - Englewood Cliffs; London: Prentice-Hall, 1984.

46. Fan, S. Temporal coupled-mode theory for the Fano resonance in optical resonators / S. Fan, W. Suh, J.D. Joannopoulos // J. Opt. Soc. Am. A. - 2003. - T. 20, № 3. -C. 569-72.

47. Bykov, D.A. Coupled-mode theory and Fano resonances in guided-mode resonant gratings: the conical diffraction mounting / D.A. Bykov, L.L. Doskolovich, V.A. Soifer // Opt. Express. - 2017. - T. 25, № 2. - C. 1151-1164.

48. Lou, Y. Spatial coupled-mode theory for surface plasmon polariton excitation at metallic gratings / Y. Lou, H. Pan, T. Zhu, Z. Ruan // J. Opt. Soc. Am. B. - 2016. - T. 33, № 5. - C. 819.

49. Zhu, T.F. Plasmonic computing of spatial differentiation / T.F. Zhu, Y.H. Zhou, Y.J. Lou, H. Ye, M. Qiu, Z.C. Ruan, S.H. Fan // Nature communications. - 2017. - T. 8.

- C. 15391.

50. Ruan, Z. Spatial control of surface plasmon polariton excitation at planar metal surface / Z. Ruan, H. Wu, M. Qiu, S. Fan // Opt. Lett. - 2014. - T. 39, № 12. - C. 3587-90.

51. Ruan, Z. Temporal Coupled-Mode Theory for Fano Resonance in Light Scattering by a Single Obstacle / Z. Ruan, S. Fan // J. Phys. Chem. C. - 2010. - T. 114, № 16. -C. 7324-7329.

52. Stockman, M.I. Nanoscience: Dark-hot resonances / M.I. Stockman // Nature. -2010. - T. 467, № 7315. - C. 541-2.

53. Hao, F. Symmetry breaking in plasmonic nanocavities: subradiant LSPR sensing and a tunable Fano resonance / F. Hao, Y. Sonnefraud, P. Van Dorpe, S.A. Maier, N.J. Halas, P. Nordlander // Nano letters. - 2008. - T. 8, № 11. - C. 3983-8.

54. López-Tejeira, F. High-performance nanosensors based on plasmonic Fano-like interference: probing refractive index with individual nanorice and nanobelts / F. López-Tejeira, R. Paniagua-Domínguez, J.A. Sánchez-Gil // ACS nano. - 2012. - T. 6, № 10.

- C. 8989-96.

55. Liu, J. Double Plasmon-Induced Transparency in Hybrid Waveguide-Plasmon System and Its Application for Localized Plasmon Resonance Sensing with High Figure of Merit / J. Liu, B. Xu, J. Zhang, G. Song // Plasmonics. - 2013. - T. 8, № 2. - C. 9951001.

56. Liu, N. Planar metamaterial analogue of electromagnetically induced transparency for plasmonic sensing / N. Liu, T. Weiss, M. Mesch, L. Langguth, U. Eigenthaler, M. Hirscher, C. Sonnichsen, H. Giessen // Nano letters. - 2010. - T. 10, № 4. - C. 1103-7.

57. Yanik, A.A. Seeing protein monolayers with naked eye through plasmonic Fano resonances / A.A. Yanik, A.E. Cetin, M. Huang, A. Artar, S.H. Mousavi, A. Khanikaev, J.H. Connor, G. Shvets, H. Altug // PNAS. - 2011. - T. 108, № 29. - C. 11784-9.

58. Lodewijks, K. Tuning the Fano Resonance Between Localized and Propagating Surface Plasmon Resonances for Refractive Index Sensing Applications / K. Lodewijks, J. Ryken, W. Van Roy, G. Borghs, L. Lagae, P. Van Dorpe // Plasmonics. - 2013. - T. 8, № 3. - C. 1379-1385.

59. Zeng, B. Rapid and highly sensitive detection using Fano resonances in ultrathin plasmonic nanogratings / B. Zeng, Y. Gao, F.J. Bartoli // Appl. Phys. Lett. - 2014. - T. 105, № 16.

60. Piliarik, M. Surface plasmon resonance (SPR) sensors: Approaching their limits? / M. Piliarik, J. Homola // Opt. Express. - 2009. - T. 17, № 19. - C. 16505-16517.

61. Andreescu, S. Trends and challenges in biochemical sensors for clinical and environmental monitoring / S. Andreescu, O.A. Sadik // Pure and Applied Chemistry. -2004. - T. 76, № 4. - C. 861.

62. Anderson, N.L. The human plasma proteome: history, character, and diagnostic prospects. / N.L. Anderson, N.G. Anderson // Molecular & cellular proteomics. - 2002.

- T. 1, № 11. - C. 845-67.

63. Homola, J. Present and future of surface plasmon resonance biosensors / J. Homola // Analytical and Bioanalytical Chemistry. - 2003. - T. 377, № 3. - C. 528-539.

64. Lazcka, O. Pathogen detection: a perspective of traditional methods and biosensors. / O. Lazcka, F.J. Campo, F.X. Muñoz // Biosensors & bioelectronics. - 2007. - T. 22, № 7. - C. 1205-17.

65. Hines, M.A. Bright UV-Blue Luminescent Colloidal ZnSe Nanocrystals / M.A. Hines, P. Guyot-Sionnest // The Journal of Physical Chemistry B. - 1998. - T. 102, № 19. - C. 3655-3657.

66. Schmitt, H.M. An integrated system for optical biomolecular interaction analysis / H.M. Schmitt, A. Brecht, J. Piehler, G. Gauglitz // Biosensors & bioelectronics. - 1997.

- T. 12, № 8. - C. 809.

67. Bally, M. Optical microarray biosensing techniques / M. Bally, M. Halter, J. Voros, H.M. Grandin // Surface and interface analysis. - 2006. - T. 38, № 11. - C. 1442-1458.

68. Rich, R.L. Survey of the year 2003 commercial optical biosensor literature / R.L. Rich, D.G. Myszka // Journal of Molecular Recognition. - 2005. - T. 18, № 1. - C. 139.

69. Maier, S.A. An array of surface-enhanced Raman scattering substrates based on plasmonic lenses / S.A. Maier, M. Kall, L. Manna, M. Kahraman, S. Cakmakyapan, E. Ozbay, M. Culha // Ann. Phys. Annalen der Physik. - 2012. - T. 524, № 11. - C. 663669.

70. Maier, S.A. Plasmonics and single-molecule detection in evaporated silver-island films / S.A. Maier, M. Käll, L. Manna, G. Moula, R. Rodriguez-Oliveros, P. Albella, J.A. Sanchez-Gil, R.F. Aroca // Annalen der Physik. - 2012. - T. 524, № 11. - C. 697704.

71. Shalabney, A. Prism dispersion effects in near-guided-wave surface plasmon resonance sensors / A. Shalabney, I. Abdulhalim // Annalen der Physik. - 2012. - T. 524, № 11. - C. 680-686.

72. Lindquist, N.C. Ultrasmooth metallic films with buried nanostructures for backside reflection-mode plasmonic biosensing. / N.C. Lindquist, T.W. Johnson, J. Jose, L.M. Otto, S.H. Oh // Annalen der Physik. - 2012. - T. 524, № 11. - C. 687-696.

73. Homola, J. Surface plasmon resonance sensors based on diffraction gratings and prism couplers: sensitivity comparison / J. Homola, I. Koudela, S.S. Yee // Sens. Actuators B Chem. - 1999. - T. 54, № 1/2. - C. 16-24.

74. Homola, J. Surface plasmon resonance based sensors / J. Homola, J. Dostalek. -Berlin; Heidelberg; New York: Springer, 2006. - 251 c.

*75. Nesterenko, D.V. Resolution estimation of the Au, Ag, Cu, and Al single- and double-layer surface plasmon sensors in the ultraviolet, visible, and infrared regions / D.V. Nesterenko, Z. Sekkat // Plasmonics. - 2013. - T. 8, № 4. - C. 1585-1595.

76. Katsidis, C.C. General transfer-matrix method for optical multilayer systems with coherent, partially coherent, and incoherent interference / C.C. Katsidis, D.I. Siapkas // Appl. Opt. - 2002. - T. 41, № 19. - C. 3978-87.

77. Yeh, P. Electromagnetic propagation in periodic stratified media I General theory / P. Yeh, A. Yariv, C.-S. Hong // J. Opt. Soc. Am. - 1977. - T. 67, № 4. - C. 423-38.

78. Kukanskis, K. Detection of DNA hybridization using the TISPR-1 surface plasmon resonance biosensor / K. Kukanskis, J. Elkind, J. Melendez, T. Murphy, G. Miller, H. Garner // Anal. Biochem. - 1999. - T. 274, № 1. - C. 7-17.

79. Goddard, N.J. Real-time biomolecular interaction analysis using the resonant mirror sensor / N.J. Goddard, D. Pollard-Knight, C.H. Maule // Analyst. - 1994. - T. 119, № 4.

80. Vaughan, J.M. The Fabry-Perot interferometer. History, theory, practice and applications. / J.M. Vaughan. - Bristol - Philadelphia: XIX, 1989.

81. Born, M. Principles of optics / M. Born, E. Wolf. - Oxford u.a.: Pergamon Pr., 1999.

82. Svelto, O. Principles of lazers / O. Svelto. - New York: Plenum Press, 1998.

83. Ismail, N. Fabry-Pérot resonator: Spectral line shapes, generic and related Airy distributions, linewidths, finesses, and performance at low or frequency-dependent reflectivity / N. Ismail, C.C. Kores, D. Geskus, M. Pollnau // Opt. Express. - 2016. - T. 24, № 15. - C. 16366-16389.

84. Pollnau, M. Counter-propagating modes in a Fabry-Perot-type resonator / M. Pollnau // Opt. Lett. - 2018. - T. 43, № 20. - C. 5033-5036.

85. He, Y. Reflection Airy distribution of a Fabry-Pérot resonator and its application in waveguide loss measurement / Y. He, D. Lu, L. Zhao, Y. He, D. Lu, L. Zhao, Y. He, D. Lu, L. Zhao // Opt. Express. - 2019. - T. 27, № 13. - C. 17876-17886.

86. Meyer, S.A. Combining Surface Plasmon Resonance (SPR) Spectroscopy with Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) / S.A. Meyer, E.C. Le Ru, P.G. Etchegoin // Anal. Chem. - 2011. - T. 83, № 6. - C. 2337-2344.

87. Agranovich, V.M. Surface polaritons: electromagnetic waves at surfaces and interfaces / V.M. Agranovich, D.L. Mills. - Amsterdam: North-Holland, 1982.

88. Boardman, A.D. Electromagnetic surface modes / A.D. Boardman. - Chichester; New York: Wiley, 1982.

89. Raether, H. Surface plasmons on smooth and rough surfaces and on gratings / H. Raether. - Berlin; New York: Springer-Verlag, 1988.

90. Kawata, S. Plasmonics: Future outlook / S. Kawata // Jpn. J. Appl. Phys. - 2013. -T. 52, № 1. - C. 010001.

91. Barchiesi, D. Excitations of surface plasmon polaritons by attenuated total reflection, revisited / D. Barchiesi, A. Otto // Riv. Nuovo Cimento. - 2013. - T. 36, № 5. -C. 173-209.

92. Turbadar, T. Complete Absorption of Plane Polarized Light by Thin Metallic Films / T. Turbadar // Opt. Acta. - 1964. - T. 11, № 3. - C. 207-210.

93. T. Turbadar Complete Absorption of Light by Thin Metal Films / T. Turbadar // Proc. Phys. Soc. - 1959. - T. 73, № 1. - C. 40-44.

94. Otto, A. Excitation of nonradiative surface plasma waves in silver by the method of frustrated total reflection / A. Otto // Z. Phys. A. - 1968. - T. 216, № 4. - C. 398-410.

95. Kretschmann, E. Radiative decay of nonradiative surface plasmons excited by light / E. Kretschmann, H. Raether // Z. Naturforsch. - 1968. - T. 23a. - C. 2135-2136.

96. Ma, R.M. Plasmon lasers: coherent light source at molecular scales / R.M. Ma, R.F. Oulton, V.J. Sorger, X. Zhang // Laser & Photonics Reviews. - 2013. - T. 7, № 1. -C. 1-21.

97. Chance, R.R. Molecular Fluorescence and Energy Transfer Near Interfaces / R.R. Chance, A. Prock, R. Silbey // Adv. Chem. Phys. - 1978. - T. 37. - C. 1.

98. Neogi, A. Enhancement of spontaneous recombination rate in a quantum well by resonant surface plasmon coupling / A. Neogi, C.-W. Lee, H.O. Everitt, T. Kuroda, A. Tackeuchi, E. Yablonovitch // Phys. Rev. B. - 2002. - T. 66, № 15. - C. 153305.

99. Jun, Y.C. Nonresonant enhancement of spontaneous emission in metal-dielectric-metal plasmon waveguide structures / Y.C. Jun, R.D. Kekatpure, J.S. White, M.L. Brongersma // Phys. Rev. B. - 2008. - T. 78, № 15. - C. 153111.

100. Maier, S.A. Plasmonics fundamentals and applications / S.A. Maier. - Norwell: Springer, 2007.

101. Hayashi, S. Plasmonics: visit the past to know the future / S. Hayashi, T. Okamoto // J. Phys. D. - 2012. - T. 45, № 43. - C. 433001.

*102. Sekkat, Z. Plasmonic coupled modes in metal-dielectric multilayer structures: Fano resonance and giant field enhancement / Z. Sekkat, S. Hayashi, D.V. Nesterenko, A. Rahmouni, S. Refki, H. Ishitobi, Y. Inouye, S. Kawata // Opt. Express. - 2016. - T. 24, № 18. - C. 20080-20088.

103. Berini, P. Long-range surface plasmon polaritons / P. Berini // Adv. Opt. Photonics. - 2009. - T. 1, № 3. - C. 484-588.

*104. Zekriti, M. Long-range surface plasmons supported by a bilayer metallic structure for sensing applications / M. Zekriti, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat // Appl. Opt. -2015. - T. 54, № 8. - C. 2151-2157.

*105. Refki, S. Anticrossing behavior of surface plasmon polariton dispersions in metal-insulator-metal structures / S. Refki, S. Hayashi, A. Rahmouni, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat // Plasmonics. - 2016. - T. 11, № 2. - C. 433-440.

*106. Hayashi, S. Line shape engineering of sharp Fano resonance in Al-based metal-dielectric multilayer structure / S. Hayashi, Y. Fujiwara, B. Kang, M. Fujii, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat // Journal of Applied Physics. - 2017. - T. 122, № 16. -C. 163103.

*107. Hayashi, S. Fano resonance and plasmon-induced transparency in waveguide-coupled surface plasmon resonance sensors / S. Hayashi, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat // Appl. Phys. Express. - 2015. - T. 8, № 2. - C. 022201.

*108. Nesterenko, D.V. Extremely narrow resonances, giant sensitivity and field enhancement in low-loss waveguide sensors / D.V. Nesterenko, S. Hayashi, Z. Sekkat // J. Opt. - 2016. - T. 18, № 6. - C. 065004.

*109. Hayashi, S. Observation of Fano line shapes arising from coupling between surface plasmon polariton and waveguide modes / S. Hayashi, D.V. Nesterenko, A. Rahmouni, Z. Sekkat // Appl. Phys. Lett. - 2016. - T. 108, № 5. - C. 051101.

* 110. Hayashi, S. Light-tunable Fano resonance in metal-dielectric multilayer structures / S. Hayashi, D.V. Nesterenko, A. Rahmouni, H. Ishitobi, Y. Inouye, S. Kawata, Z. Sekkat // Scientific Reports. - 2016. - T. 6. - C. 33144.

*111. Hayashi, S. Polarization effects in light-tunable Fano resonance in metal-dielectric multilayer structures / S. Hayashi, D.V. Nesterenko, A. Rahmouni, Z. Sekkat // Phys. Rev. B. - 2017. - T. 95, № 16. - C. 165402.

112. Berini, P. Bulk and surface sensitivities of surface plasmon waveguides / P. Berini // New J. Phys. - 2008. - T. 10, № 10. - C. 105010.

113. Nylander, C. Gas detection by means of surface plasmon resonance / C. Nylander, B. Liedberg, T. Lind // Sens. Actuators. - 1982. - T. 3. - C. 79-88.

114. Homola, J. Surface plasmon resonance sensors for detection of chemical and biological species / J. Homola // Chem. Rev. - 2008. - T. 108, № 2. - C. 462-493.

*115. Refki, S. Resolution enhancement of plasmonic sensors by metal-insulator-metal structures / S. Refki, S. Hayashi, H. Ishitobi, D.V. Nesterenko, A. Rahmouni, Y. Inouye, Z. Sekkat // Annalen der Physik. - 2018. - T. 530, № 4. - C. 1700411.

* 116. Andam, N. Plasmonic coupled modes in metal-insulator-metal structures for sensing applications / N. Andam, S. Hayasi, Y. Inouye, H. Ishitobi, D.V. Nesterenko, A. Rahmouni, S. Refki, Z. Sekkat, T. Tanaka, D.P. Tsai // Proc. of SPIE. - 2018. -T. 10722. - C. 1072200-1072200-8.

117. Hayashi, S. Mechanism of enhanced light emission from an emitting layer embedded in metal-insulator-metal structures / S. Hayashi, A. Maekawa, S.C. Kim, M. Fujii // Phys. Rev. B. - 2010. - T. 82, № 3. - C. 035441.

118. Stockman, M.I. Nanoplasmonics: past, present, and glimpse into future / M.I. Stockman // Opt. Express. - 2011. - T. 19, № 22. - C. 22029.

119. Puiu, M. SPR and SPR Imaging: Recent Trends in Developing Nanodevices for Detection and Real-Time Monitoring of Biomolecular Events / M. Puiu, C. Bala // Sensors. - 2016. - T. 16, № 6. - C. 870.

120. Kim, H. Focusing properties of surface plasmon polariton floating dielectric lenses / H. Kim, J. Hahn, B. Lee // Opt. Express. - 2008. - T. 16, № 5. - C. 3049.

121. Bezus, E.A. Design of diffractive lenses for focusing surface plasmons / E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, V.A. Soifer, S.I. Kharitonov // J. Opt. -2010. - T. 12, № 1. - C. 015001.

122. Bezus, E.A. Low-scattering surface plasmon refraction with isotropic materials / E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy // Opt. Express. - 2014. - T. 22, № 11. - C. 13547.

123. Kretschmann, E. Die Bestimmung optischer Konstanten von Metallen durch Anregung von Oberflächenplasmaschwingungen / E. Kretschmann // Z. Physik A. -1971. - T. 241, № 4. - C. 313-324.

124. Kurihara, K. Asymmetric SPR sensor response curve-fitting equation for the accurate determination of SPR resonance angle / K. Kurihara, K. Nakamura, K. Suzuki // Sens. Actuators B. - 2002. - T. 86, № 1. - C. 49-57.

*125. Hayashi, S. Waveguide-coupled surface plasmon resonance sensor structures: Fano lineshape engineering for ultrahigh-resolution sensing / S. Hayashi, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat // J. Phys. D. - 2015. - T. 48, № 32. - C. 325303.

126. Ruan, Z. Spatial mode control of surface plasmon polariton excitation with gain medium: from spatial differentiator to integrator / Z. Ruan // Opt. Lett. - 2015. - T. 40, № 4. - C. 601.

127. Brink, G. Near-infrared surface plasmon resonance in silicon-based sensor: New opportunities in sensitive detection of biomolecules from aqueous solutions by applying microstep for discriminating specific and non-specific binding / G. Brink, H. Sigl, E. Sackmann // Sensors and actuators. B, Chemical. - 1995. - T. 25, № 1-3. - C. 756.

128. Huang, Y. The determination of the thickness and the optical dispersion property of gold film using spectroscopy of a surface plasmon in the frequency domain / Y. Huang, H.-A. Ye, S.-Q. Li, Y.-F. Dou // Chinese Phys. B. - 2013. - T. 22, № 2. -C. 027301.

129. Schasfoort, R.B.M. Handbook of surface plasmon resonance / R.B.M. Schasfoort, A.J. Tudos. - Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2008. - 403 c.

130. Ou, S. Ferulic acid: pharmaceutical functions, preparation and applications in foods / S. Ou, K.-C. Kwok // J. Sci. Food Agric. - 2004. - T. 84, № 11. - C. 1261-1269.

131. Zhai, P. Electrochemical Surface Plasmon Resonance Spectroscopy at Bilayered Silver/Gold Films / P. Zhai, J. Guo, J. Xiang, F. Zhou // The journal of physical chemistry. C, Nanomaterials and interfaces. - 2007. - T. 111, № 2. - C. 981-986.

132. Shan, X. Measuring Surface Charge Density and Particle Height Using Surface Plasmon Resonance Technique / X. Shan, X. Huang, K.J. Foley, P. Zhang, K. Chen, S. Wang, N. Tao // Anal. Chem. - 2010. - T. 82, № 1. - C. 234-240.

133. Ong, B.H. Optimised film thickness for maximum evanescent field enhancement of a bimetallic film surface plasmon resonance biosensor / B.H. Ong, X. Yuan, S.C. Tjin, J. Zhang, H.M. Ng // Sens. Actuators B Chem. - 2006. - T. 114, № 2. - C. 10281034.

134. Yao, M. Effects of intermediate dielectric films on multilayer surface plasmon resonance behavior / M. Yao, O.-K. Tan, S.-C. Tjin, J.C. Wolfe // Acta Biomaterialia. -2008. - T. 4, № 6. - C. 2016-2027.

135. Gent, J. van Optimization of a chemooptical surface plasmon resonance based sensor. / J. van Gent, P.V. Lambeck, H.J. Kreuwel, G.J. Gerritsma, E.J. Sudholter, D.N. Reinhoudt, T.J. Popma // Applied optics. - 1990. - T. 29, № 19. - C. 2843-9.

136. Wang, X. Shot-noise limited detection for surface plasmon sensing / X. Wang, M. Jefferson, P.C. Hobbs, W.P. Risk, B.E. Feller, R.D. Miller, A. Knoesen // Opt. Express. - 2011. - T. 19, № 1. - C. 107-17.

137. Mitsushio, M. Sensor properties and surface characterization of the metal-deposited SPR optical fiber sensors with Au, Ag, Cu, and Al / M. Mitsushio, K. Miyashita, M. Higo // Sens. Actuators A Phys. - 2006. - T. 125, № 2. - C. 296-303.

138. Heavens, O.S. Optical properties of thin solid films / O.S. Heavens. - New York: Dover, 1991.

*139. Laghfour, Z. Structural and opto-electrical properties of Al doped ZnO sputtered thin films / Z. Laghfour, T. Ajjammouri, S. Aazou, S. Refki, D.V. Nesterenko, A. Rahmouni, M. Abd-Lefdil, A. Ulyashin, A. Slaoui, Z. Sekkat // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. - 2015. - T. 26, № 9. - C. 6730-6735.

140. Gadenne, P. In situ determination of the optical and electrical properties of thin films during their deposition / P. Gadenne, G. Vuye // J. Phys. E: Sci. Instrum. - 1977. -T. 10, № 7. - C. 733-736.

141. Reale, C. Optical constants of vacuum deposited thin metal films in the near infrared / C. Reale // Infrared Physics. - 1970. - T. 10, № 3. - C. 173-181.

142. Yano, M. In situ and real-time observation of optical constants of metal films during growth / M. Yano, M. Fukui, M. Haraguchi, Y. Shintani // Surface Science. - 1990. - T. 227, № 1. - C. 129-137.

143. Sarid, D. Long-Range Surface-Plasma Waves on Very Thin Metal Films / D. Sarid // Phys. Rev. Lett. - 1981. - T. 47, № 26. - C. 1927-1930.

144. Balci, S. Tuning surface plasmon-exciton coupling via thickness dependent plas-mon damping / S. Balci, C. Kocabas, S. Ates, E. Karademir, O. Salihoglu, A. Aydinli // Phys. Rev. B. - 2012. - T. 86, № 23.

145. Balci, S. Critical coupling in plasmonic resonator arrays / S. Balci, C. Kocabas, A. Aydinli // Opt. Lett. - 2011. - T. 36, № 15. - C. 2770-2772.

146. Lee, W.-J. Optical constants of evaporated gold films measured by surface plas-mon resonance at telecommunication wavelengths / W.-J. Lee, J.-E. Kim, H.Y. Park, S. Park, M. Kim, J.T. Kim, J.J. Ju // Journal of applied physics. - 2008. - T. 103, № 7. -C. 73713.

147. Innes, R.A. Optical characterisation of gold using surface plasmon-polaritons / R.A. Innes, J.R. Sambles // J. Phys. F: Met. Phys. - 1987. - T. 17, № 1. - C. 277-287.

148. Fabry, C. Théorie et applications d'une nouvelle méthode de spectroscopie interférentielle / C. Fabry, A. Pérot // Ann. de Chim. et de Phys. - 1899. - T. 16, № 7. -C. 115-144.

149. Li, Z. Large-Area, Lithography-Free Super Absorbers and Color Filters at Visible Frequencies Using Ultrathin Metallic Films / Z. Li, S. Butun, K. Aydin // ACS Photonics. - 2015. - T. 2, № 2. - C. 183-188.

150. Cui, Y. Plasmonic and metamaterial structures as electromagnetic absorbers / Y. Cui, Y. He, Y. Jin, F. Ding, L. Yang, S. Zhong, S. He, Y. Cui, Y. Lin, Y. Ye // Laser Photon. Rev. - 2014. - T. 8, № 4. - C. 495-520.

151. Porto, J.A. Transmission Resonances on Metallic Gratings with Very Narrow Slits / J.A. Porto, F.J. García-Vidal, J.B. Pendry // Phys. Rev. Lett. - 1999. - T. 83, № 14. -C. 2845-2848.

152. García-Vidal, F.J. Transmission and focusing of light in one-dimensional periodically nanostructured metals / F.J. García-Vidal, L. Martín-Moreno // Phys. Rev. B. -2002. - T. 66, № 15.

153. Belotelov, V.I. FabryPerot plasmonic structures for nanophotonics / V.I. Belotelov, A.N. Kalish, A.K. Zvezdin, A.V. Gopal, A.S. Vengurlekar // J. Opt. Soc. Am. B. - 2012. - T. 29, № 3. - C. 294.

154. Prêtre, P. Characterization of electro-optic polymer films by use of decal-deposited reflection Fabry Perot microcavities / P. Prêtre, L.M. Wu, R.A. Hill, A. Knoesen // J. Opt. Soc. Am. B. - 1998. - T. 15, № 1. - C. 379.

155. Economou, E.N. Surface Plasmons in Thin Films / E.N. Economou // Phys. Rev. -1969. - T. 182, № 2. - C. 539-554.

156. Smith, L. Field profiles of coupled surface plasmon-polaritons / L. Smith, M. Taylor, I. Hooper, W. Barnes // Journal of Modern Optics. - 2008. - T. 55, № 18. -C. 2929-2943.

157. Fukui, M. Lifetimes of surface plasmons in thin silver films / M. Fukui, V. So, R. Normandin // Phys. Status Solidi B. - 1979. - T. 91, № 1. - C. K61-K64.

158. Barnes, W.L. Electromagnetic crystals for surface plasmon polaritons and the extraction of light from emissive devices / W.L. Barnes // J. Lightwave Technol. - 1999. -T. 17, № 11. - C. 2170-2182.

159. Villa, F. Electromagnetic modes in metal-insulator-metal structures / F. Villa, T. Lopez-Rios, L.E. Regalado // Phys. Rev. B. - 2001. - T. 63, № 16.

160. Dionne, J.A. Plasmon slot waveguides: Towards chip-scale propagation with subwavelength-scale localization / J.A. Dionne, L.A. Sweatlock, H.A. Atwater, A. Polman // Phys. Rev. B. - 2006. - T. 73, № 3.

161. Hayashi, S. Plasmonic effects on strong exciton-photon coupling in metal-insulator-metal microcavities / S. Hayashi, Y. Ishigaki, M. Fujii // Phys. Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. - 2012. - T. 86, № 4.

162. Bozhevolnyi, S.I. Plasmonic nanoguides and circuits / S.I. Bozhevolnyi. - Singapore; Hackensack, NJ: Distributed by World Scientific Pub., 2009.

163. Lezec, H.J. Negative Refraction at Visible Frequencies / H.J. Lezec, J.A. Dionne, H.A. Atwater // Science. - 2007. - T. 316, № 5823. - C. 430-432.

164. Ritchie, R. Surface-Plasmon Resonance Effect in Grating Diffraction / R. Ritchie, E. Arakawa, J. Cowan, R. Hamm // Phys. Rev. Lett. - 1968. - T. 21, № 22. - C. 15301533.

165. Hooper, I.R. Coupled surface plasmon polaritons on thin metal slabs corrugated on both surfaces / I.R. Hooper, J.R. Sambles // Phys. Rev. B. - 2004. - T. 70, № 4.

166. Ebbesen, 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. - T. 391, № 6668. - C. 667.

167. Hibbins, A.P. Resonant absorption of electromagnetic fields by surface plasmons buried in a multilayered plasmonic nanostructure / A.P. Hibbins, W.A. Murray, J. Tyler, S. Wedge, W.L. Barnes, J.R. Sambles // Phys. Rev. B. - 2006. - T. 74, № 7.

168. Kelf, T.A. Plasmonic Band Gaps and Trapped Plasmons on Nanostructured Metal Surfaces / T.A. Kelf, Y. Sugawara, J.J. Baumberg, M. Abdelsalam, P.N. Bartlett // Phys. Rev. Lett. - 2005. - T. 95, № 11.

169. Christ, A. Controlling the interaction between localized and delocalized surface plasmon modes: Experiment and numerical calculations / A. Christ, T. Zentgraf, S.G. Tikhodeev, N.A. Gippius, J. Kuhl, H. Giessen // Phys. Rev. B. - 2006. - T. 74, № 15. -C. 155435.

170. Gómez, D.E. Surface plasmon mediated strong exciton-photon coupling in semiconductor nanocrystals / D.E. Gómez, K.C. Vernon, P. Mulvaney, T.J. Davis // Nano letters. - 2010. - T. 10, № 1. - C. 274-8.

171. Moerland, R.J. Surface plasmon polariton-controlled tunable quantum-dot emission / R.J. Moerland, H.T. Rekola, G. Sharma, A.P. Eskelinen, A.I. Vakevainen, P. Torma // Appl. Phys. Lett. - 2012. - T. 100, № 22.

172. Torma, P. Strong coupling between surface plasmon polaritons and emitters: a review / P. Torma, W.L. Barnes // Reports on progress in physics. - 2015. - T. 78, № 1.

173. Hakala, T.K. Vacuum Rabi splitting and strong-coupling dynamics for surface-plasmon polaritons and rhodamine 6G molecules / T.K. Hakala, J.J. Toppari, A. Kuzyk, M. Pettersson, H. Tikkanen, H. Kunttu, P. Torma // Phys. Rev. Lett. - 2009. - T. 103, № 5.

174. Bellessa, J. Strong coupling between surface plasmons and excitons in an organic semiconductor / J. Bellessa, C. Bonnand, J.C. Plenet, J. Mugnier // Phys. Rev. Lett. -2004. - T. 93, № 3.

175. Dintinger, J. Strong coupling between surface plasmon-polaritons and organic molecules in subwavelength hole arrays / J. Dintinger, S. Klein, F. Bustos, W.L. Barnes, T.W. Ebbesen // Phys. Rev. B. - 2005. - T. 71, № 3.

176. Kusunoki, F. Confinement and guiding of two-dimensional optical waves by low-refractive-index cores / F. Kusunoki, T. Yotsuya, J. Takahara // Opt. Express. - 2006. -T. 14, № 12. - C. 5651.

177. Lei, D.Y. Enhanced forward emission from ZnO via surface plasmons / D.Y. Lei, H.C. Ong // Appl. Phys. Lett. - 2007. - T. 91, № 21. - C. 211107.

178. Feng, J. Color-tunable electroluminescence from white organic light-emitting devices through coupled surface plasmons / J. Feng, T. Okamoto, J. Simonen, S. Kawata // Appl. Phys. Lett. - 2007. - T. 90, № 8. - C. 81106.

179. Liu, J.S.Q. Omnidirectional light emission via surface plasmon polaritons / J.S.Q. Liu, M.L. Brongersma // Appl. Phys. Lett. - 2007. - T. 90, № 9. - C. 91116.

180. Hobson, P.A. Strong exciton-photon coupling in a low-Q all-metal mirror microcavity / P.A. Hobson, W.L. Barnes, D.G. Lidzey, G.A. Gehring, D.M. Whittaker, M.S. Skolnick, S. Walker // Appl. Phys. Lett. - 2002. - T. 81. - C. 3519-3521.

181. Tischler JR Strong coupling in a microcavity LED / Tischler JR, Bradley MS, Bulovic V, Song JH, Nurmikko A // Phys. Rev. Lett. - 2005. - T. 95, № 3.

182. Oda, M. Strong exciton-photon coupling and its polarization dependence in a metal-mirror microcavity with oriented PIC J-aggregates / M. Oda, T. Tani, K. Hirata, T. Inoue, Y. Obara, T. Fujimura // Phys. Status Solidi C Curr. Top. Solid State Phys. -2009. - T. 6, № 1. - C. 288-291.

183. Schwartz, T. Reversible switching of ultrastrong light-molecule coupling. / T. Schwartz, J.A. Hutchison, C. Genet, T.W. Ebbesen // Physical review letters. - 2011. -T. 106, № 19.

184. Lodden, G.H. Polarization splitting in polariton electroluminescence from an organic semiconductor microcavity with metallic reflectors / G.H. Lodden, R.J. Holmes // APL Org. Electronics Photonics. - 2011. - T. 4, № 6.

185. Lee, K.S. Resolution enhancement in surface plasmon resonance sensor based on waveguide coupled mode by combining a bimetallic approach / K.S. Lee, T.S. Lee, W.M. Kim, J.M. Son, D.Y. Jeong // Sensors. - 2010. - T. 10, № 12. - C. 11390-11399.

186. Jahani, S. All-dielectric metamaterials / S. Jahani, Z. Jacob // Nat. Nanotechnol. -2016. - T. 11, № 1. - C. 23-36.

187. Knoll, W. Optical Characterization of Organic Thin Films and Interfaces with Evanescent Waves / W. Knoll // Mater. Res. Bull. - 1991. - T. 16, № 07. - C. 29-39.

188. Osterfeld, M. Optical gas detection using metal film enhanced leaky mode spectroscopy / M. Osterfeld, H. Franke, C. Feger // Appl. Phys. Lett. - 1993. - T. 62, № 19. - C. 2310.

189. Fujimaki, M. Development of high-sensitivity molecular adsorption detection sensors / M. Fujimaki, K. Awazu // Synthesiology. - 2009. - T. 2, № 2. - C. 142-153.

190. Awazu, K. High sensitivity sensors made of perforated waveguides / K. Awazu, C. Rockstuhl, M. Fujimaki, N. Fukuda, J. Tominaga, T. Komatsubara, T. Ikeda, Y. Ohki // Opt. Express. - 2007. - T. 15, № 5. - C. 2592-7.

191. Bahrami, F. An improved refractive index sensor based on genetic optimization of plasmon waveguide resonance / F. Bahrami, M. Maisonneuve, M. Meunier, J.S. Aitchison, M. Mojahedi // Opt. Express. - 2013. - T. 21, № 18. - C. 20863.

192. Fujimaki, M. The design of evanescent-field-coupled waveguide-mode sensors / M. Fujimaki, C. Rockstuhl, X. Wang, K. Awazu, T. Junji, Nobuko, Y. Koganezawa, Y. Ohki // Nanotechnology. - 2008. - T. 19, № 9. - C. 095503.

193. Sainidou, R. Extraordinary All-Dielectric Light Enhancement over Large Volumes / R. Sainidou, J. Renger, T.V. Teperik, M.U. González, R. Quidant, F.J. García de Abajo // Nano Lett. - 2010. - T. 10, № 11. - C. 4450-4455.

194. Lin, J.H. Giant Enhancement of Upconversion Fluorescence of NaYF4:Yb3+,Tm3+Nanocrystals with Resonant Waveguide Grating Substrate / J.H. Lin, H.Y. Liou, C.-D. Wang, C.-Y. Tseng, C.-T. Lee, C.-C. Ting, H.-C. Kan, C.C. Hsu // ACS Photonics. - 2015. - T. 2, № 4. - C. 530-536.

195. Nesnidal, R.C. Multilayer dielectric structure for enhancement of evanescent waves / R.C. Nesnidal, T.G. Walker // Appl. Opt. - 1996. - T. 35, № 13. - C. 2226-9.

196. Ndiaye, C. Optimal design for 100% absorption and maximum field enhancement in thin-film multilayers at resonances under total reflection / C. Ndiaye, F. Lemarchand, M. Zerrad, D. Ausserré, C. Amra // Appl. Opt. - 2011. - T. 50, № 9. - C. 382.

197. Ndiaye, C. Giant optical field enhancement in multi-dielectric stacks by photon scanning tunneling microscopy / C. Ndiaye, M. Zerrad, A.L. Lereu, R. Roche, P. Dumas, F. Lemarchand, C. Amra // Appl. Phys. Lett. - 2013. - T. 103, № 13. - C. 131102.

198. Zhou, L. Miniature Microring Resonator Sensor Based on a Hybrid Plasmonic Waveguide / L. Zhou, X. Sun, X. Li, J. Chen // Sensors. - 2011. - T. 11, № 12. -C. 6856-6867.

199. Alam, M.Z. A marriage of convenience: Hybridization of surface plasmon and dielectric waveguide modes / M.Z. Alam, J.S. Aitchison, M. Mojahedi // Laser Photon. Rev. - 2014. - T. 8, № 3. - C. 394-408.

200. Alam, M.Z. Analysis and optimization of hybrid plasmonic waveguide as a platform for biosensing / M.Z. Alam, F. Bahrami, J.S. Aitchison, M. Mojahedi // IEEE Photon. J. - 2014. - T. 6, № 4. - C. 1.

*201. Kang, B. Fano resonances in near-field absorption in all-dielectric multilayer structures / B. Kang, M. Fujii, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat, S. Hayashi // J. Opt. - 2018. - T. 20, № 12. - C. 125003.

202. Halas, N.J. Plasmons in strongly coupled metallic nanostructures / N.J. Halas, S. Lal, S. Link, P. Nordlander, W.S. Chang // Chem. Rev. - 2011. - T. 111, № 6. -C. 3913-3961.

203. Rahmani, M. Fano resonance in novel plasmonic nanostructures / M. Rahmani, B. Luk'yanchuk, M. Hong // Laser & Photonics Reviews. - 2013. - T. 7, № 3. - C. 329349.

204. Cui, Y. Dynamic tuning and symmetry lowering of Fano resonance in plasmonic nanostructure. / Y. Cui, J. Zhou, V.A. Tamma, W. Park // ACS nano. - 2012. - T. 6, № 3. - C. 2385-93.

205. Mousavi, S.H. Inductive tuning of Fano-resonant metasurfaces using plasmonic response of graphene in the mid-infrared. / S.H. Mousavi, I. Kholmanov, K.B. Alici, D. Purtseladze, N. Arju // Nano letters. - 2013. - T. 13, № 3. - C. 1111-7.

206. Dabidian, N. Electrical Switching of Infrared Light Using Graphene Integration with Plasmonic Fano Resonant Metasurfaces / N. Dabidian, I. Kholmanov, A.B. Khanikaev, K. Tatar, S. Trendafilov, S.H. Mousavi, C. Magnuson, R.S. Ruoff, G. Shvets // ACS Photonics. - 2015. - T. 2, № 2. - C. 216-227.

207. Zhang, F. Composite modulation of Fano resonance in plasmonic microstructures by electric-field and microcavity / F. Zhang, X. Hu, C. Wu, H. Yang, Q. Gong // Appl. Phys. Lett. - 2014. - T. 105, № 18. - C. 181114.

208. Zhao, W. Fano resonance based optical modulator reaching 85% modulation depth / W. Zhao, H. Jiang, B. Liu, Y. Jiang, C. Tang, J. Li // Appl. Phys. Lett. - 2015. - T. 107, № 17. - C. 171109.

209. Longhi, S. Tunable dynamic Fano resonances in coupled-resonator optical waveguides / S. Longhi // Phys. Rev. A. - 2015. - T. 91, № 6.

210. Fan, P. Optical Fano resonance of an individual semiconductor nanostructure / P. Fan, Z. Yu, S. Fan, M.L. Brongersma // Nature materials. - 2014. - T. 13, № 5. -C. 471-475.

211. Duempelmann, L. Color Rendering Plasmonic Aluminum Substrates with Angular Symmetry Breaking / L. Duempelmann, D. Casari, A. Luu-Dinh, B. Gallinet, L. No-votny // ACS nano. - 2015. - T. 9, № 12. - C. 12383-12391.

*212. Nesterenko, D.V. Asymmetric surface plasmon resonances revisited as Fano resonances / D.V. Nesterenko, S. Hayashi, Z. Sekkat // Phys. Rev. B. - 2018. - Т. 97. -C. 235437.

213. Zhou, W. Progress in 2D photonic crystal Fano resonance photonics / W. Zhou, D. Zhao, Y.-C. Shuai, H. Yang, S. Chuwongin, A. Chadha, J.-H. Seo, K.X. Wang, V. Liu, Z. Ma, S. Fan // Prog. Quantum Electron. - 2014. - Т. 38, № 1. - C. 1-74.

*214. Nesterenko, D.V. Coupled-mode theory of field transfer processes in surface plasmon resonance structures / D.V. Nesterenko, S. Hayashi, Z. Sekkat // J. Phys.: Conf. Ser. - 2018. - Т. 1092. - C. 012097.

215. Palik, E.D. Handbook of optical constants of solids / E.D. Palik. - Orlando: Academic Press, 1984.

216. Rakic, A.D. Algorithm for the determination of intrinsic optical constants of metal films: Application to aluminum / A.D. Rakic // Appl. Opt. - 1995. - Т. 34, № 22. -C. 4755.

217. Nagpal, P. Ultrasmooth patterned metals for plasmonics and metamaterials / P. Nagpal, D.J. Norris, N.C. Lindquist, S.H. Oh // Science. - 2009. - Т. 325, № 5940. -C. 594-597.

218. Li, L. Use of Fourier series in the analysis of discontinuous periodic structures / L. Li // J. Opt. Soc. Am. A. - 1996. - Т. 13, № 9. - C. 1870-1876.

219. Taflove, A. Computational electrodynamics: the finite-difference time-domain method / A. Taflove, S.C. Hagness. - Boston: Artech House, 2005.

*220. Nesterenko, D.V. Diffraction on cylindrical inhomogeneities comparable to the wavelength / D.V. Nesterenko, A.G. Nalimov, V.V. Kotlyar // Diffractive Nanophotonics. - Москва: CRC Press, 2014. - C. 110-193.

*221. Нестеренко, Д.В. Моделирование прохождения света в массивах металлических наностержней / Д.В. Нестеренко, В.В. Котляр // Компьютерная Оптика. -2008. - Т. 32, № 4. - C. 337-342.

222. Jin, J.-M. The finite element method in electromagnetics / J.-M. Jin. - New York: Wiley, 1993.

*223. Nesterenko, D.V. Modeling the light diffraction by micro-optics elements using the finite element method / D.V. Nesterenko, V.V. Kotlyar, Y. Wang // Компьютерная оптика. - 1999. - Т. 19. - C. 40-43.

*224. Котляр, В.В. Анализ задачи дифракции света на микрооптике гибридным методом конечных элементов - граничных элементов / В.В. Котляр, Д.В. Несте-ренко // Компьютерная оптика. - 2000. - Т. 20. - C. 10-14.

*225. Котляр, В.В. Дифракция электромагнитной волны на круговом диэлектрическом цилиндре: расчет по аналитическим формулам и методом конечных элементов - граничных элементов / В.В. Котляр, Д.В. Нестеренко // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2000. - Т. 3, № 3-4. - C. 25-28.

*226. Kotlyar, V.V. A Finite Element Method in the Problem of Light Diffraction by Micro-Optics / V.V. Kotlyar, D.V. Nesterenko // Optical memory and neural networks. - 2000. - Т. 9. - C. 209-220.

*227. Котляр, В.В. Градиентный метод оптимизации в задаче синтеза бинарной микрооптики / В.В. Котляр, Д.В. Нестеренко // Известия Самарского научного центра РАН. - 2001. - Т. 3, № 1. - C. 104-110.

*228. Головашкин, Д.Л. Анализ дифракции света на микролинзах в свободном пространстве и волноводе / Д.Л. Головашкин, В.В. Котляр, Д.В. Нестеренко // Компьютерная оптика. - 2001. - Т. 21. - C. 31-35.

*229. Kotlyar, V.V. Analysis of light diffraction by binary micro-optics using a combination of boundary element method and finite element method / V.V. Kotlyar, D.V. Nesterenko // Proc. SPIE Saratov Fall Meeting 2000: Coherent Optics of Ordered and Random Media. - Saratov, Russia, 2001. - Т. 4242. - C. 125-132.

*230. Нестеренко, Д.В. Объединенный метод конечных элементов Галеркина и граничных элементов для анализа дифракции ТМ-поляризованной плоской волны на цилиндрических оптических элементах / Д.В. Нестеренко, В.В. Котляр // Компьютерная оптика. - 2002. - Т. 24. - C. 17-25.

*231. Нестеренко, Д.В. Анализ дифракции света на элементах цилиндрической микрооптики объединенным методом конечных элементов Галеркина и граничных элементов / Д.В. Нестеренко, В.В. Котляр // Компьютерная Оптика. - 2007. -Т. 32, № 2. - C. 9-15.

*232. Nesterenko, D.V. Modeling of light propagation in metallic nanorod arrays / D.V. Nesterenko, V.V. Kotlyar // Computer Optics. - 2008. - Т. 32, № 4. - C. 337-343.

*233. Нестеренко, Д.В. Рассеяние света в диэлектрическом цилиндре, включающем массивы металлических наностержней / Д.В. Нестеренко, В.В. Котляр // Компьютерная оптика. - 2008. - Т. 32, № 1. - C. 23-28.

*234. Нестеренко, Д.В. Объединенный метод конечных элементов и граничных элементов для анализа дифракции света на дифракционных решетках / Д.В. Нестеренко, В.В. Котляр // Компьютерная оптика. - 2008. - Т. 32, № 3. - C. 238-245.

*235. Nesterenko, D.V. Modeling of diffraction of electromagnetic waves on periodic inhomogeneities by a finite element method coupled with the Rayleigh expansion / D.V. Nesterenko // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. - 2011. - Т. 47, № 1. - C. 68-75.

*236. Нестеренко, Д.В. Металло-диэлектрическая линза Микаэляна / Д.В. Несте-ренко // Компьютерная оптика. - 2011. - Т. 35, № 1. - C. 47-53.

*237. Nesterenko, D.V. Design of subwavelength binary micro-optics using a gradient optimization method / D.V. Nesterenko, V.V. Kotlyar // Proc. SPIE Wave-Optical Systems Engineering. - San Diego, CA, United States, 2001. - Т. 4436. - C. 171.

*238. Нестеренко, Д.В. Моделирование дифракции на периодических неоднород-ностях объединённым методом конечных элементов и разложения Релея / Д.В. Нестеренко // Автометрия. - 2011. - Т. 47, № 1. - C. 85-95.

*239. Нестеренко, Д.В. Дифракция на цилиндрических неоднородностях, сравнимых с длиной волны / Д.В. Нестеренко, А.Г. Налимов, В.В. Котляр // Дифракционная нанофотоника. - Москва: Физматлит, 2011. - C. 129-206.

*240. Нестеренко, Д.В. Оценка резонансных характеристик однослойных плаз-монных сенсоров в жидких средах аппроксимацией Фано в видимом и инфракрасном диапазонах / Д.В. Нестеренко, Р.А. Павелкин, Ш. Хаяши // Компьютерная оптика. - 2019. - Т. 43, № 4. - C. 596-604.

241. Johnson, P.B. Optical Constants of the Noble Metals / P.B. Johnson, R.W. Christy // Phys. Rev. B. - 1972. - Т. 6, № 12. - C. 4370-4379.

242. Segelstein, D.J. The complex refractive index of water : M.S. thesis. - Kansas City, Missouri: University of Missouri - Kansas City, 1981. - 166 с.

243. Polyanskiy, M.N. Refractive index database : [сайт]. - URL: https://refractiveindex.info (дата обращения: 25.02.2020).

244. Jha, R. High-performance sensor based on surface plasmon resonance with chalcogenide prism and aluminum for detection in infrared / R. Jha, A.K. Sharma // Opt. Lett. - 2009. - Т. 34, № 6. - C. 749-751.

*245. Nesterenko, D.V. Surface plasmon sensing with different metals in single and double layer configurations / D.V. Nesterenko, Saif-ur-Rehman, Z. Sekkat // Appl. Opt. - 2012. - Т. 51, № 27. - C. 6673-82.

246. Ekgasit, S. Fluorescence intensity in surface-plasmon field-enhanced fluorescence spectroscopy / S. Ekgasit, F. Yu, W. Knoll // Sensors and actuators. B, Chemical. -2005. - Т. 104, № 2. - C. 294.

*247. Nesterenko, D.V. Analysis of the resonance characteristics of surface plasmon polariton modes at air-metal interfaces in the ultraviolet, visible and infrared regions / D.V. Nesterenko, R.A. Pavelkin, S. Hayashi, V.A. Soifer // J. Phys.: Conf. Ser. - 2019. - Т. 1368. - C. 022062.

*248. Nesterenko, D.V. Analysis of resonance characteristics of surface plasmon-polariton modes at water-metal interfaces by Fano approximation / D.V. Nesterenko, R.A. Pavelkin, S. Hayashi, V.A. Soifer // J. Phys.: Conf. Ser. - 2020. - Т. 1461. -C. 012115.

*249. Rehman, S.-U. Determination of the optical thickness of sub 10-nm thin metal films by SPR experiments / S.-U. Rehman, A. Rahmouni, T. Mahfoud, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat // Plasmonics. - 2014. - Т. 9. - C. 381-387.

*250. Rehman, S. Optical characteristics of ultra-thin metallic films excited at visible range / S. Rehman, A. Rahmouni, S.F. Shaukat, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat // Thin solid films. - 2016. - Т. 615. - C. 38-43.

*251. Нестеренко, Д.В. Резонансные характеристики пропускающих оптических фильтров на основе структур металл/диэлектрик/металл / Д.В. Нестеренко // Компьютерная Оптика. - 2020. - Т. 44, № 2. - C. 219-228.

252. McPeak, K.M. Plasmonic Films Can Easily Be Better: Rules and Recipes / K.M. McPeak, S.V. Jayanti, S.J.P. Kress, S. Meyer, S. Iotti, A. Rossinelli, D.J. Norris // ACS Photonics. - 2015. - Т. 2, № 3. - C. 326-333.

253. Malitson, I.H. Interspecimen comparison of the refractive index of fused silica / I.H. Malitson // J. Opt. Soc. Am. - 1965. - Т. 55, № 10. - C. 1205.

*254. Refki, S. Metal-insulator-metal structures for high-resolution sensing / S. Refki, S. Hayashi, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat, Y. Inoue, S. Kawata // Proceedings of the 75th JSAP Autumn meeting JSAP-OSA Joint Symposia. - Sapporo, Japan, September 17-20: Optical Society of America, 2014. - C. 19p_C3_5.

255. Nguyen, H.H. Surface plasmon resonance: A versatile technique for biosensor applications / H.H. Nguyen, J. Park, M. Kim, H.H. Nguyen, J. Park, M. Kim, S. Kang, M. Kim // Sensors. - 2015. - Т. 15, № 5. - C. 10481-10510.

256. Wang, Z. Stable and sensitive silver surface plasmon resonance imaging sensor using trilayered metallic structures. / Z. Wang, Z. Cheng, V. Singh, Z. Zheng, Y. Wang, S. Li, L. Song, J. Zhu // Analytical chemistry. - 2014. - Т. 86, № 3. - C. 1430-6.

257. Tan, C.-Y. Dependence of Refractive Index on Concentration and Temperature in Electrolyte Solution, Polar Solution, Nonpolar Solution, and Protein Solution / C.-Y. Tan, Y.-X. Huang // J. Chem. Eng. Data. - 2015. - Т. 60, № 10. - C. 2827-2833.

*258. Hayashi, S. Sharp resonances in waveguide-coupled surface plasmon sensors for super-resolution sensing / S. Hayashi, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat, Y. Inoue, S. Kawata // Proceedings of the 75th JSAP Autumn meeting JSAP-OSA Joint Symposia. - Sapporo, Japan, September 17-20: Optical Society of America, 2014. - C. 19p_C3_4.

259. Knoll, W. Interfaces and thin films as seen by bound electromagnetic waves / W. Knoll // Annu. Rev. Phys. Chem. - 1998. - T. 49, № 1. - C. 569-638.

260. Salamon, Z. Coupled plasmon-waveguide resonators: a new spectroscopic tool for probing proteolipid film structure and properties / Z. Salamon, H.A. Macleod, G. Tollin // Biophysical journal. - 1997. - T. 73, № 5. - C. 2791-7.

261. Dostalek, J. Long Range Surface Plasmons for Observation of Biomolecular Binding Events at Metallic Surfaces / J. Dostalek, A. Kasry, W. Knoll // Plasmonics. - 2007. - T. 2, № 3. - C. 97-106.

*262. Nesterenko, D.V. Fano approximation for coupled modes in metal-dielectric multilayer structures / D.V. Nesterenko // J. Phys.: Conf. Ser. - 2019. - T. 1368. -C. 052046.

263. Zuloaga, J. On the Energy Shift between Near-Field and Far-Field Peak Intensities in Localized Plasmon Systems / J. Zuloaga, P. Nordlander // Nano Lett. - 2011. - T. 11, № 3. - C. 1280-1283.

264. Cao, W. Low-loss ultra-high-Q dark mode plasmonic Fano metamaterials. / W. Cao, R. Singh, I.A. Al-Naib, M. He, A.J. Taylor, W. Zhang // Optics letters. - 2012. -T. 37, № 16. - C. 3366-8.

265. Gu, P. Experimental observation of sharp cavity plasmon resonances in dielectric-metal core-shell resonators / P. Gu, M. Wan, Q. Shen, X. He, Z. Chen, P. Zhan, Z. Wang // Applied physics letters. - 2015. - T. 107, № 14. - C. 141908-141908.

266. Nagamura, T. Ultrafast photoresponsive materials and molecular photonics applications by guided wave mode geometry / T. Nagamura, Y. Nagai, R. Matsumoto, A. Naito // Sci. Technol. Adv. Mater. - 2006. - T. 7, № 7. - C. 635-642.

267. Dikshit, A.K. Role of Flexible Macro Fibre Composite (MFC) Actuator on Bragg Wavelength Tuning in Microstructure Polymer Optical Fibre Long Period Grating for Strain Sensing Applications / A.K. Dikshit, R.V.L. Akhil // Journal of Sensor Technology. - 2013. - T. 03, № 03. - C. 75-83.

268. Fujimaki, M. Biomolecular sensors utilizing waveguide modes excited by evanescent fields / M. Fujimaki, C. Rockstuhl, X. Wang, K. Awazu, J. Tominaga, T. Ikeda, Y. Koganezawa, Y. Ohki // Journal of Microscopy. - 2008. - T. 229, № 2. - C. 320-326.

269. Zhang, H. Broadband Plasmon Waveguide Resonance Spectroscopy for Probing Biological Thin Films / H. Zhang, K.S. Orosz, H. Takahashi, S.S. Saavedra // Appl. Spectrosc. - 2009. - T. 63, № 9. - C. 1062-1067.

270. Abbas, A. Sensitivity comparison of surface plasmon resonance and plasmon-waveguide resonance biosensors / A. Abbas, M.J. Linman, Q. Cheng // Sens. Actuators B Chem. - 2011. - T. 156, № 1. - C. 169-175.

271. Mcintosh, K.R. Increase in external quantum efficiency of encapsulated silicon solar cells from a luminescent down-shifting layer / K.R. Mcintosh, G. Lau, J.N. Cotsell, K. Hanton, D.L. Batzner, F. Bettiol, B.S. Richards // Prog. Photovoltaics Res. Appl. - 2009. - T. 17, № 3. - C. 191-197.

272. Sekkat, Z. Photoreactive organic thin films / Z. Sekkat, W. Knoll. - Amsterdam; Boston: Academic Press, 2002.

273. Sekkat, Z. Polarization effects in photoisomerization of azo dyes in polymeric films / Z. Sekkat, M. Dumont // Appl. Phys. B. - 1991. - T. 53, № 2. - C. 121-123.

274. Dumont, M.L. Accurate measurement of thin-polymeric-films index variations: application to elasto-optic effect and to photochromism / M.L. Dumont, Y. Levy, D. Morichere, Z. Sekkat // Proc. SPIE Photopolymer Device Physics, Chemistry, and Applications II. - 1991. - T. 1559. - C. 127-138.

275. Sekkat, Z. Photoisomerization of azobenzene derivatives in polymeric thin films / Z. Sekkat, D. Morichere, M. Dumont, R. Loucif-Saibi, J.A. Delaire // J. Appl. Phys. -1992. - T. 71, № 3. - C. 1543.

276. Sekkat, Z. Photoinduced orientation of azo dyes in polymeric films. Characterization of molecular angular mobility / Z. Sekkat, M. Dumont // Synth. Met. - 1993. - T. 54, № 1. - C. 373-381.

277. Sekkat, Z. Optical tweezing by photomigration / Z. Sekkat // Appl. Opt. - 2016. -T. 55, № 2. - C. 259.

*278. Moujdi, S. Azo-polymers for holographic recording: Photo-assisted holography and surface relief gratings / S. Moujdi, Y. Bougdid, M. Halim, A. Rahmouni, T. Mahfoud, D. Nesterenko, Z. Sekkat // Ultrafast Nonlinear Imaging and Spectroscopy VI, Proc SPIE Int Soc Opt Eng. - 2019. - T. 10944. - C. 1094403.

*279. Moujdi, S. Surface relief gratings in azo-polymers revisited / S. Moujdi, M. Halim, A. Rahmouni, T. Mahfoud, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat // Journal of Applied Physics. - 2018. - T. 124, № 21.

*280. Rahmouni, A. Photoassisted holography in azo dye doped polymer films / A. Rahmouni, Y. Bougdid, S. Moujdi, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat // J. Phys. Chem. B. -2016. - Т. 120, № 43. - C. 11317-11322.

*281. Podlipnov, V.V. Formation of microstructures on the surface of a carbaseole-containing azopolymer by the action of laser beams / V.V. Podlipnov, N.A. Ivliev, S.N. Khonina, D.V. Nesterenko, A.Y. Meshalkin, E.A. Achimova // J. Phys.: Conf. Ser. -2019. - Т. 1368. - C. 022069.

*282. Podlipnov, V.V. Nonlinear effects in photoinduced nanomovement of carbazole-based azo-polymers / V.V. Podlipnov, N.A. Ivliev, S.N. Khonina, D.V. Nesterenko, V.V. Podlipnov, N.A. Ivliev, S.N. Khonina, D.V. Nesterenko, C. Lomanschii, A. Meshalkin, E. Achimova, V. Abaskin // XVI International Conference on Optical Technologies for Telecommunications, Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. - 2019. - Т. 11146. -C.111460P.

*283. Подлипнов, В.В. Исследование фотоиндуцированного формирования микроструктур на поверхности карбазолосодержащих азополимеров в зависимости от плотности мощности освещающего пучка / В.В. Подлипнов, Н.А. Ивлиев, С.Н. Хонина, Д.В. Нестеренко, В.С. Васильев, E.A. Акимова // Компьютерная оптика. -2018. - Т. 42, № 5. - C. 779-785.

*284. Moujdi, S. On surface relief gratings in azo-polymers / S. Moujdi, M. Halim, A. Rahmouni, T. Mahfoud, D. Nesterenko, Z. Sekkat // Proc. SPIE Molecular Machines 2018. - 2018. - Т. 10740. - C. 107400A.

285. Sekkat, Z. Photoassisted poling of azo dye doped polymeric films at room temperature / Z. Sekkat, M. Dumont // Appl. Phys. B. - 1992. - Т. 54, № 5. - C. 486-489.

286. Loucif-Saibi, R. Photoisomerization and second harmonic generation in disperse red one-doped and -functionalized poly(methyl methacrylate) films / R. Loucif-Saibi, K. Nakatani, J.A. Delaire, M. Dumont, Z. Sekkat // Chem. Mater. - 1993. - Т. 5, № 2. -C. 229-236.

287. Kleideiter, G. Photoisomerization of disperse red one in films of poly(methyl-methacrylate) at high pressure / G. Kleideiter, Z. Sekkat, M. Kreiter, M. Dieter Lechner, W. Knoll // Journal of Molecular Structure. - 2000. - Т. 521, № 1. - C. 167-178.

288. Maeda, M. Polarization storage by nonlinear orientational hole burning in azo dye-containing polymer films / M. Maeda, H. Ishitobi, Z. Sekkat, S. Kawata // Appl. Phys. Lett. - 2004. - Т. 85, № 3. - C. 351.

*289. Kang, B. Fano resonant behaviour of waveguide mode in all-dielectric multilayer structure directly monitored by fluorescence of embedded dye molecules / B. Kang, K. Motokura, M. Fujii, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat, S. Hayashi // J. Opt. - 2019. - Т. 21, № 10. - C. 105006.

*290. Motokura, K. Light-controllable Fano resonance in azo-dye-doped all-dielectric multilayer structure / K. Motokura, B. Kang, M. Fujii, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat, S. Hayashi // Journal of Applied Physics. - 2019. - T. 125, № 22. - C. 223101.

*291. Motokura, K. Wide-range line shape control of Fano-like resonances in all-dielectric multilayer structures based on enhanced light absorption in photochromic waveguide layers / K. Motokura, B. Kang, M. Fujii, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat, S. Hayashi // Journal of Applied Physics. - 2020. - T. 127, № 7. - C. 073103.

*292. Hayashi, S. Light-tunable Fano resonance in metal-dielectric multilayer structures / S. Hayashi, D.V. Nesterenko, Z. Sekkat // Fano Resonances in Optics and Microwaves : Physics and Applications. - New York: Springer, 2018. - C. 241-260.

Приложение А. Экспериментальная установка для регистрации пространственных спектров

Для экспериментальных исследований регистрации пространственных спектров пропускания и отражения слоистых структур, в том числе в конфигурации Кречмана, разработана оптическая схема, схематично изображённая на рисунке А. 1. Призма (PR) с образцом монтирована на поворотной платформе (RS), управляемой компьютером. При этом, призма размещалась на платформе так, чтобы широкая сторона призмы была совмещена с осью вращения платформы для минимизации сдвига луча при повороте призмы. В экспериментах использовались 90-градусные призмы из марки оптического стекла BK7 и 60-градусные призмы из марки оптического стекла SF11. Присоединение образца к призме осуществлялось посредством иммерсионной жидкости с соответствующим показателем преломления. Поворотная платформа, оснащённая шаговым двигателем, позволяет осуществлять вращение образца с шагом 0,027°. Шаг угла падения (внутренний угол к нормали поверхности внутри призмы) составляет около 0,018° в зависимости от призмы. В качестве источника света (PL) в экспериментах использовался He-Ne лазер (Melles Griot) с рабочей длиной волны 632,8 нм и мощностью 15 мВт. Диаметр зондового пучка составлял ~2 мм. Интенсивность падающего света уменьшалась до приемлемой величины фильтром нейтральной плотности. Выходной пучок проходит через оптический прерыватель (С). Далее, зеркалом (M) пучок направляется через апертуру (Ap1) в пространственный фильтр из двух параболических зеркал (Mp1 и Mp2), положения фокусов которых совпадают, для устранения неприемлемых пространственных вариаций интенсивности. В результате пространственной фильтрации излучения микроотверстием (Ph) распределение интенсивности на выходе зеркала (Mp2) близко к распределению незашум-

лённого Гауссова пучка. Далее пучок последовательно проходит апертуру (Api) и поляризатор (P) и разделяется на два пучка делителем (BS). Один пучок (референтный, эталонный) фокусируется параболическим зеркалом (Mp3) на первом кремниевом фотодетекторе (PD1). Другой пучок направляется на призму (Pr). К одной из граней призмы присоединена слоистая структура. Падение второго пучка происходит под определенным углом к границе раздела призма/структура, определяемым положением поворотной платформы (Rs). Отраженный от структуры луч выходит из призмы и фокусируется параболическим зеркалом (Mp4) на втором кремниевом фотодетекторе (PD2). Интенсивность света, взаимодействующего с образцом, зарегистрированная PD2, нормируется на интенсивность, зарегистрированную PD1.

Рисунок А.1 - Оптическая схема регистрации пространственных спектров пропускания и отражения слоистых структур

Электронный контроль изменения угловых положений исследуемого образца и фотодетектора, находящихся на соосных поворотных платформах NR360S/M (Thorlabs) независимо осуществляется контроллерами шаговых двигателей DM422C (Leadshine). Предобработка сигналов с фотодетекторов проводится аналоговым синхронным усилителем SR830 (Stanford Research) с последующей регистрацией посредством аналогово-цифрового преобразователя с разрядностью вы-

ходного сигнала 14 бит, подсоединенного к компьютеру. Настройка максимального уровня интенсивности падающего на детекторы света в соответствии с динамическим диапазоном детекторов для снижения относительного уровня регистрируемого шума, положения поляризатора проводилась на основе сравнения спектров отражения только от призмы ВК7 в области угла Брюстера (~33,4°). Отклонения экспериментальных спектров от теоретических составляли менее 0,1 %.

Приложение Б. Методика экспериментальных исследований спектров структур Ag/PMMA/Ag

Образцы МДМ структур готовились следующим образом. Пленка А§ толщиной около 45 нм была нанесена на очищенную стеклянную подложку методом вакуумного испарения. Слой ПММА толщиной приблизительно 220 нм затем наносился на пленку А§ центрифугой. Пленка подверглась отжигу при 95 °С в течение 45 мин после нанесения. Для завершения МДМ структуры был нанесен еще один слой А§ толщиной примерно 45 нм поверх слоя ПММА. Толщина пленки А§ контролировалась кварцевым микробалансом во время осаждения. Толщина ПММА корректировалась путем выбора скорости вращения на основе калибровочной кривой, полученной с помощью профилометра. В качестве контрольного образца использовалась структура с одним слоем А§ толщиной около 55 нм, нанесенным на стеклянную подложку.

Для измерения спектров НПВО в конфигурации Кречмана образец был расположен на поверхности 90°-призмы из стекла ВК7 с помощью иммерсионной жидкости. Призма с образцом устанавливалась на управляемом компьютером поворотном столике. Для измерений пространственных спектров НПВО, структура освещалась ТМ поляризованным светом Не-№ лазера с длиной волны 632,8 нм со стороны призмы через амплитудный фильтр. Интенсивность отраженного света как функция угла падения была измерена с помощью кремниевого фотодиода, подключенного к синхронному усилителю. Спектры отражения были получены нормировкой интенсивности отражения для призмы с образцом на интенсивность отражения для призмы без образца. Угловая точность измерений составила около 0,018°.

Для определения дисперсионных соотношений плазмонной моды также были измерены спектры НПВО по длине волны. Свет от вольфрамовой лампы про-

ходил через монохроматор, коллимировался линзой и падал далее на призму. ТМ поляризация падающего света устанавливалась с помощью поляризатора. Длина волны падающего света изменялась в диапазоне от 500 до 900 нм при фиксированных на различных значениях углах падения.

Приложение В. Методика экспериментальных исследований спектров структур Ag/PMMA/Au

На очищенную стеклянную подложку SF11 наносился слой А§ толщиной ^ = 43 нм методом вакуумного испарения. Плёнка РММА была нанесена методом центрифугирования поверх слоя А§ из раствора хлороформа с массовой концентрацией 2 мас.% при скорости вращения 1500 об/мин в течение 60 с для получения плёнки толщиной d = 430 нм. После центрифугирования пленка высушивалась при 110 °С в течение 1 часа, затем на поверхность плёнки РММА наносилась плёнка Аи методом вакуумного испарения для завершения МДМ структуры. Толщина слоя Аи была выбрана равной ? = 12 нм. Толщина слоя РММА была измерена с использованием профилометра. Толщины металлических пленок были оценены на основе теоретической аппроксимации экспериментальных данных спектров НПВО. Для сравнения также был подготовлен образец для наблюдения эффекта возбуждения моды ППП, состоящий из одного слоя Аи толщиной 50 нм, нанесенного поверх стеклянной подложки.

Пространственные спектры образцов измерялись в конфигурации Кречмана. Образец присоединялся к призме SF11 с помощью иммерсионной жидкости, вся конструкция помещалась на управляемой компьютером поворотный столик. Система призма-образец освещалась ТМ-поляризованным светом Не-№ лазера (А = 632,8 нм), мощность которого поддерживалась на уровне нескольких мкВт для предотвращения нагрева образца. Интенсивность отраженного луча измерялась как функция угла падения с помощью кремниевого фотодетектора. Чтобы оценить чувствительность изготовленной МДМ структуры, были подготовлены водные растворы глюкозы с различными значениями концентрации. Раствор глюкозы подавался через шприц в проточную ячейку, прикрепленную к внешней стороне МДМ структуры.

Приложение Г. Методика экспериментальных исследований спектров оптически-чувствительных структур

Для приготовления многослойных образцов, показанных на рисунке 3.21(б), сначала на чистую стеклянную подложку SF10 методом вакуумного испарения была нанесена пленка А§ толщиной около 45 нм. Скорость осаждения составляла 0,1 нм/с. Плёнка фторполимера Cytop затем наносилась методом центрифугирования на слой А§; раствор Cytop ~6 мас.% наносился в центрифуге при скорости вращения 3000 об/мин. Для удаления оставшегося растворителя образец сушился на воздухе при 140 °С в течение 30 мин. Изготовление образца завершалось нанесением плёнки РММА, легированного молекулами DR1, методом центрифугирования поверх пленки Cytop: раствор смеси РММА и DR1 в толуоле с концентрацией ~6 мас.% наносился при скорости вращения 5000 об/мин. После образец снова сушили на воздухе при 140 °С в течение 30 мин. Концентрация DR1 относительно РММА составила ~5 мас.%.

Угловые спектры НПВО были получены в конфигурации Кречмана для многослойного образца, присоединённого к грани 60-градусной призмы, изготовленной из стекла SF11, с помощью иммерсионной жидкости с подходящим показателем преломления, как показано на рисунке 3.21(в). Для выполнения оптической накачки используется луч накачки с длиной волны 488,0 нм от полупроводникового диодного лазера был направлен на поверхность образца, как показано на рисунке 3.21(в). Луч света от лазера сначала расширялся с помощью расширителя луча до диаметра около 10 мм, а центральная часть луча после прохождения через ослабитель и поляризатор ограничивалась апертурой для получения луча диаметром около 7 мм. Мощность луча накачки после апертуры измерялась измерителем мощности; мощность варьировалась от 0 до 25 мВт. Поляризация пучка накачки

была установлена в вертикальном или горизонтальном направлениях (У-накачка или Н-накачка). Угол падения луча накачки был отрегулирован так, чтобы он был нормальным к поверхности образца, когда угол падения зондового луча сканировал узкую угловую область резонанса Фано.

Систематическое измерение зависимости резонанса Фано от мощности накачки было выполнено следующим образом. Сначала измерялись спектры НПВО без облучения накачкой. Затем мощность лазера накачки была доведена до минимального значения в серии измерений и образец подвергался воздействию пучка накачки. После ожидания не менее 5 минут для достижения установившегося состояния для отрегулированной мощности лазера начиналось сканирование углового спектра НПВО. Когда измерения НПВО для начальной мощности накачки были завершены, интенсивность накачки увеличивалась до следующего желаемого значения, образец находился под облучением накачки в течение не менее 5 минут. Затем измерения повторялись с увеличением интенсивности накачки до достижения её максимального значения.

Также были проведены переходные измерения резонанса Фано при включении и выключении затвором облучения накачки. Перед началом измерений переходного процесса стационарные спектры НПВО измерялись без облучения и с облучением накачкой. Основываясь на полученных спектрах, были выбраны углы падения для зондового пучка, которые должны быть зафиксированы в переходных измерениях. После установки угла падения на один из выбранных углов образец выдерживался в темноте в течение, по меньшей мере, 2 часов, чтобы устранить эффекты предыдущего облучения накачкой. Во время измерения отражённого сигнала в определенный момент включается луч накачки. Примерно через 60 секунд луч накачки выключался, а измерение в реальном времени продолжалось более 5 минут. Эта процедура повторялась также для других значений углов падения зондового пучка.