й плазмонний резонанс, відповідальний за ефект посилення локального поля, - перш за все характеристика металу, з якого сформовані наночастинки. Однак особливості його прояви визначаються розмірами, формою наночастинок, їх організацією (наноструктурою), а також залежать від оптичних властивостей середовища, в яку включені наночастинки. Змінюючи форму і розміри наночастинок, можна відносно просто управляти характеристиками поверхневого плазмонного резонансу.
У роботах Карпова С.В., Слабко В.В. [1] показано, що спектр плазмонного поглинання срібла може розширюють у довго хвильову область спектра при агрегації частинок.
У такому випадку ми можемо припустити, що уширение спектра плазмонного поглинання шляхом агломерації наночастинок може привести до підвищення ефективності суперлюмінесценціі. Це дозволило б уникнути підбору певної довжини хвилі накачування (для певної речовини) для реалізації плазмонного резонансу. Однак ця умова створює певні труднощі в широкому використанні методів поверхневого посилення на основі ефектів плазмонних резонансів, хоча б тому, що у видимій області спектра, вираженими плазмонного резонансу володіють наночастинки золота (вузький спектр плазмонного резонансу має максимум приблизно на довжині хвилі? плазм ~ 530 нм), срібла (~ 420 нм), міді (~ 560 нм). У роботі Р. Ченга і Т. Фуртака показано, що локальні оптичні поля поблизу поверхонь часток, що входять до складу таких агрегатів, також на порядки перевищують потужність падаючого поля і не вимагають дотримання умови резонансів падаючої хвилі і частоти коливання плазмонів. У даній роботі розглянуті випадки нерезонансного посилення падаючої хвилі.
Метою даної бакалаврської роботи є дослідження суперлюмінесценціі в активних середовищах з металевими наноструктурами. Для вирішення поставленої мети було необхідно вирішити наступні завдання:
) Вивчення літератури за темою роботи;
) Розробка і створення експериментальної установки та відпрацювання методики дослідження генераційних характеристик розчинів барвника з наноструктурами;
) Проведення експериментальних досліджень спектрально-енергетичних характеристик розчинів, як з одиночними наночастинками, так і з агломерованими наноструктурами;
) Дослідження залежностей інтенсивності суперлюмінесценціі від концентрації наночастинок і лазерного барвника, просторового розподілу випромінювання активних середовищ, порогових характеристик і часової динаміки деградації робочих розчинів;
) Обробка та інтерпретація результатів;
1. ЛЮМІНЕСЦЕНЦІЯ І СУПЕРЛЮМІНЕСЦЕНЦІЯ РОЗЧИНІВ БАРВНИКІВ З наноструктур
У даній бакалаврської роботі були розглянуті ефекти люмінесценції та суперлюмінесценціі в розчинах барвників з наноструктурами, що представляють агломерати з наночасток сферичної або еліпсоїдної форми. Існує три механізму посилення лазерного випромінювання: ефект плазмонного резонансу, random-лазери , ефект посилення лазерного випромінювання за рахунок існування локальних полів. Розглянемо кожен з них окремо.
.1 Механізми формування зон підвищеної інтенсивності оптичних полів поблизу поверхні наноструктур
У 1978 році було виявлено, що для ...
