Архив рубрики: ФОП.16.01

Аналитическое описание различных кольцевых поверхностно-плазмонных микрорезонаторов / Analytic Description of Various Ring Type Surface Plasmon Microresonators

Ароян О. С. / Haroyan, H. S.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Неркарарян Х. В. / Nerkararyan, Kh.V.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-050063

Ароян О. С., Неркарарян Х. В. Аналитическое описание различных кольцевых поверхностно-плазмонных микрорезонаторов // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 50–63.
Haroyan, H. S., Nerkararyan, Kh.V. Analytic Description of Various Ring Type Surface Plasmon Microresonators // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 50–63.


Аннотация: Рассматривается формирование поверхностных плазмон-поляритоных (ППП) мод в различных структурах кольцевого типа: цилиндрических, выпуклых цилиндрических, кольцевых V-образных (клиновидных), а также тороидальных микрорезонаторах. Развитая теоретическая модель позволяет аналитически определить выражения для распределения полей, резонансные частоты, а также излучательные и диссипативные части добротности структур в широком диапазоне длин волн. Полученные результаты могут служить практической рекомендацией для создания ППП микрорезонаторов с требуемыми параметрами и субволновой локализацией волновых полей в поперечном сечении.

Abstract: We consider the formation of the surface plasmon polariton (SPP) mode in different ring type structures, such as cylinder, convex cylinder, ringtype and V-groove microresonators. Developed theoretical model allows analytically calculate the closed-form expressions for the mode field distributions, resonant frequency, as well as the radiation and dissipative parts of quality factor Q of the structures in a broad wavelength range. The developed theoretical model can serve as a practical guide to design of various types of SPP microcavities with sub-wavelength nanoscale confinement.

Ключевые слова: цилиндрический микрорезонатор, коэффициент Парселла, нанофокусировка, Surface plasmon polariton, ring tipe cavity, Purcell factor, Q-factor, subwavelength localization, цилиндрический микрорезонатор


Литература / References
  1. Djordjev, K. Choi, S. J. And Dapkus, P. D. Microdisk Tunable Resonant Filters and Switches // IEEE Photon. Technol. Lett. 2002. Vol. 14. P. 828-830.
  2. Chu, S. T., Little, B. E., Pan, W., Kaneko, T., Sato, S. And Kokubun, Y. An Eight-Channel Add-Drop Filter Using Vertically Coupled Microring Resonators Over a Cross Grid // IEEE Photon. Technol. Lett. 1999, Vol. 11. P. 691-693.
  3. Almeida, V.R., Barrios, C.A., Panepucci, R. R., and Lipson, M. All-Optical Control of Light on a Silicon Chip // Nature 2004. Vol. 431. P. 1081-1084.
  4. Del’Haye, P., Schliesser, A., Arcizet, O., Wilken, T., Holzwarth, R., and Kippenberg, T. J. Optical Frequency Comb Generation From a Monolithic Microresonator // Nature 2007. Vol. 450. P. 1214-1217.
  5. Armani, A. M., Kulkarni, R. P., Fraser, S. E., Flagan, R. C., and Vahala, K. J. Label-Free, Single-Molecule Detection with Optical Microcavities // Science 2007. Vol. 317. P. 783-787.
  6. Sandoghdar, V., Treussart, F., Hare, J., Lefevre-Seguin, V., Raimond, J.-M., and Haroche, S. Very Low Threshold Whispering-Gallery-Mode Microsphere Laser. // Phys. Rev. A 1996. Vol. 54. P. R1777.
  7. Von Klitzing, W., Jahier, E., Long, R., Lissillour, F., Lefevre-Seguin, V., Hare, J., Raimond, J. — M., and Haroche, S. Very Low Threshold Green Lasing in Microspheres by up-Conversion of IR Photons // J. Opt. B 2000. Vol. 2. P. 204-206.
  8. Cai, M. Painter, O., and Vahala, K. J. Highly Efficient Hybrid Fiber Taper Coupled Microsphere Laser// Opt. Lett. 2000. Vol. 25. P. 1430-1432.
  9. Michler, P., Kiraz, A., Becher, C., Schoenfeld, W. V., Petroff, P. M., Zhang, L., Hu, E., and Imamoglu, A. A Quantum Dot Single Photon Turnstile Device. // Science 2000. Vol. 290. P. 2282-2285.
  10. McKeever, J., Boca, A., Boozer, A. D., Miller, R., Buck, J. R., Kuzmich, A., and Kimble, H. J. Deterministic Generation of Single Photons From One Atom Trapped in a Cavity // Science 2004. Vol. 303. P. 1992-1994.
  11. Hijlkema, M., Weber, B., Holger, Specht, P., Webster, C., Kuhn, A., and Rempe, G. A Single-Photon Server with Just One Atom // Nat. Phys. 2007. Vol. 3. P. 253-255.
  12. Boozer, A. D., Boca, A., Miller, R., Northup, T. E., and Kimble, H. J. Reversible State Transfer Between Light and a Single Trapped Atom // Phys. Rev. Lett. 2007. Vol. 98. P. 193601.
  13. Wilk, T., Webster, S. C., Kuhn, A., and Rempe, G. Single-Atom Single-Photon Quantum Interface // Science 2007. Vol. 317. P. 488-490.
  14. Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., and Vahala, K. J. Demonstration of Ultra-High-Q Small Mode Volume Toroid Microcavities on a Chip // Appl. Phys. Lett. 2004. Vol. 85. P. 6113-6115.
  15. Bozhevolnyi, S. I. Plasmonic Nanoguides and Circuits. Singapore: Pan Stanford Publishing, 2008.
  16. Gramotnev, D. K., Bozhevolnyi, S. I. Plasmonics Beyond the Diffraction Limit // Nat. Photon. 2010. Vol. 4. P. 83-91.
  17. Economou, E. N. Surface Plasmons in Thin Films // Phys. Rev. 1969. Vol. 182 P. 539-554.
  18. Bozhevolnyi, S. I. Effective-Index Modeling of Channel Plasmon Polaritons // Opt. Express. 2006. Vol. 14. P. 9467-9476.
  19. Ambati, M., Nam, S.H., Ulin-Avila, E., Genov, D.A., Bartal, G., and Zhang, X. Observation of Stimulated Emission of Surface Plasmon Polaritons // Nano Lett. 2008. Vol. 8. P. 3998-4001.
  20. Hill, M.T. Oei, Y.S., Smalbrugge, B., Zhu, Y., De Vries, T., VanVeldhoven, P.J., Van Otten, F.W., Eijkemans, T.J. Turkiewicz, J.P., DeWaardt, H., Geluk, E.J., Kwon, S.H., Lee, Y.H., Notzel, R., and Smit, M.K. Lasing in Metallic-Coated Nanocavities // Nat. Photon. 2007. Vol. 1. P. 589-594.
  21. Bergman, D.J., Stockman, M.I. Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation: Quantum Generation of Coherent Surface Plasmons in Nanosystems // Phys. Rev. Lett. 2003. Vol. 90. P. 027402.
  22. Li, K. Li, X., Stockman, M. I., and Bergman, D. J. Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission in Nanolenses // Phys Phys. Rev. B. 2005 Vol. 71. P. 115409-1-5.
  23. Zimmler, M.A., Bao, J., Capasso, F., Muller, S., and Ronning, C. Laser Action in Nanowires: Observation of the Transition From Amplified Spontaneous Emission to Laser Oscillation // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93. P. 051101.
  24. Oulton, R.F., Sorger, V.J., Zentgraf, T. Ma, Gladden, R.M., C. Dai, L., Bartal, G., and Zhang, X. Plasmon Lasers at Deep Subwavelength Scale // Nature 2009. Vol. 461. P. 629-632.
  25. Johnson J. C., Choi H.-J., Knutsen K. P., Schaller R. D., Yang P., and Saykally R. J. Single Gallium Nitride Nanowire Lasers. // Nat. Mater. 2002. Vol. 1. P. 106-110.
  26. Landau, L.D., Lifschitz, E.M. Quantum Mechanics: Nonrealistic Theory. Oxford: Butterworth Heinmann, 1997.
  27. Zhan, Q. Cylindrical Vector Beams: From Mathematical Concepts to Applications // Adv. Opt. Photon. 2009. Vol. 1. P. 1-57.
  28. Ma, R., Oulton, R.F., Sorger, V. J., and Zhang, X. Plasmon Lasers: Coherent Light Source at Molecular Scale // Laser Photonics Rev. 2013. Vol. 7. P. 1-23.
  29. Johnson, P. B., Christy, R. W. Optical Constants of the Noble Metals // Phys. Rev. B. 1972. Vol. 6. P. 4370-4379.
  30. Purcell, E. M Spontaneous Emission Probabilities at Radio Frequencies // Phys. Rev. 1946. Vol. 69. P. 681.

Радиоастрономическая система для оценки симптомов сейсмической опасности / Radio Astronomy System for Estimating Seismic Hazards

Гулян А. Г. / Gulyan, A. G.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Мартиросян Р. М. / Martirosyan, R. M.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Пирумян Г. А. / Pirumyan, H. A.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-064069

Гулян А. Г., Мартиросян Р. М., Пирумян Г. А. Радиоастрономическая система для оценки симптомов сейсмической опасности // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 64–69.
Gulyan, A. G., Martirosyan, R. M., Pirumyan, H. A. Radio Astronomy System for Estimating Seismic Hazards // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 64–69.


Аннотация: Рассмотрены структура и технические характеристики системы вертикального зондирования ионосферы на длине волны λ =4.2 м и возможности улучшения чувствительности интерференционного радиотелескопа методом цифровой обработки данных наблюдений, с целью исследования оценки симптомов сейсмической опасности и характера изменения плотности потока радиоисточника Кассиопея-А. Анализ результатов наблюдений подтвердил корреляцию между сейсмическими явлениями и поглощением ионосферой радиоизлучения природных космических источников в период предшествующий землетрясению магнитудой М ≤4, а так же слабо выраженную периодичность в изменении плотности потока радиоисточника Кассиопея-А.

Abstract: Vertical ionosphere sounding seismic hazard assessment. The structure and system specifications of vertical sounding of the ionosphere at a wavelength of λ =4.2 m, and opportunities to improve the sensitivity of the interference of the radio telescope with digital data observations to study the seismic hazard assessment symptoms are considered. The analysis of the observation results have confirmed the correlation between the seismic phenomena and the absorption of radio waves by the ionosphere natural cosmic sources while expecting earthquakes at a magnitude of M ≤4 and weakly expressed the periodicity in change of flux density of radio sources Cassiopeia-A.

Ключевые слова: радиотелескоп, интерференционная гармоника, цифровой анализ, ionosphere, radio telescope, the interference harmonica, радиотелескоп


Литература / References
  1. Barsukov, O. Analisis Method for Seismoelectro-magnetic Processes // М.: Nauka, 1991. 56p.
  2. Kamke, E. Referense Book for Ordinary Differential Equations// M.: Nauka, 1965. 454p.
  3. Martirosyan, R.M., Goulyan, A.G., et al. Remote Sensing System of Ionosphere for Assessmentof Seismic Risks //Izv.NANRA. Ser. TH.2006. LIX. No. 3. P. 609.
  4. Мартиросян Р. М., Гулян А. Г., Санамян В. А., Манаселян Х. А. Изменение плотности потока радиоисточника Кассиопея-А // Астрофизика. 2002. № 45. С. 443.
  5. Шкловский И. С. // Астрон. ж. 1960. № 37. С. 256.

Микрорезонатор с РБО зеркалами для эффективного терагерцевого излучения из оптически накачиваемого GaP слоя: численное исследование методом единого выражения / Microresonator with DBR Mirrors for Efficient Teraherz Radiation From Optically Pumped GaP Layer: Numerical Modelling by the Method of Single Expression

Ахумян А. А. / Hakhoumian, A. A.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Багдасарян О. В. / Baghdasaryan, H. V.
Национальный политехнический университет Армении / RUS Национальный политехнический университет Армении
Князян Т. М. / Knyazyan, T. M.
Национальный политехнический университет Армении / RUS Национальный политехнический университет Армении
Марциниак М. / Marciniak, M.
Национальный институт телекоммуникаций г. Варшавы / RUS Национальный институт телекоммуникаций г. Варшавы
Оганесян Т. Т. / Hovhannisyan, T. T.
Национальный политехнический университет Армении / RUS Национальный политехнический университет Армении
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-070077

Ахумян А. А., Багдасарян О. В., Князян Т. М., Марциниак М., Оганесян Т. Т. Микрорезонатор с РБО зеркалами для эффективного терагерцевого излучения из оптически накачиваемого GaP слоя: численное исследование методом единого выражения // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 70–77.
Hakhoumian, A. A., Baghdasaryan, H. V., Knyazyan, T. M., Marciniak, M., Hovhannisyan, T. T. Microresonator with DBR Mirrors for Efficient Teraherz Radiation From Optically Pumped GaP Layer: Numerical Modelling by the Method of Single Expression // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 70–77.


Аннотация: Проведено численное моделирование с целью выявления оптимальных условий терагерцевого излучения из оптически накачиваемой пластины GaP. В рассматриваемой модели пластина GaP помещена в микрорезонатор Фабри-Перо с зеркалами из распределенных брэгговских отражателей (РБО). Для моделирования применяется метод единого выражения, который удобен для решения граничных задач электродинамики. Метод позволяет корректно решать задачи взаимодействия плоских электромагнитных волн со слоистыми и модулированными средами. Полученные спектральные характеристики и распределения амплитуды электрического поля и вектора Пойнтинга в многослойной среде позволили обосновать выбор выигрышной структуры РБО-GaP-РБО, в которой слои РБО, смежные с активным слоем GaP, являются слоями с низким значением диэлектрической проницаемости. В этом случае микрорезонатор Фабри-Перо способствует существенному увеличению интенсивности терагерцевого излучения из оптически возбужденной пластины GaP. Резонансное терагерцевое излучение имеет место на частотах, совпадающих с резонансными частотами микрорезонатора Фабри-Перо со слоем GaP.

Abstract: Numerical modelling is carried out to reveal optimal conditions of teraherz radiation from optically pumped GaP slab. In the considered model GaP slab is placed into Fabry-Perot microresonator with mirrors from distributed Bragg reflectors (DBRs). For modelling method of single expression is used which is convenient for solving boundary problems of electrodynamics. The method permits to solve correctly problems of interaction of plane electromagnetic waves with multilayer and modulated media. The obtained spectral dependences and distributions of electric field amplitude and Poynting vector in a multilayer medium permitted to prove the choice of advantageous structure of DBR-GaP-DBR where layers of DBRs adjacent to the active GaP layer are layers of low permittivity. In this case Fabry-Perot microresonator facilitates an essential enhancement of teraherz radiation intensity from optically excited GaP slab. Resonant teraherz radiation takes place at the frequencies coinciding with the resonant frequencies of Fabry-Perot microresonator with GaP slab.

Ключевые слова: оптическое выпрямление, микрорезонатор Фабри-Перо, РБО зеркала, численное моделирование, метод единого выражения, teraherz radiation, optical rectification, Fabry-Perot microresonator, DBR mirrors, numerical modelling, оптическое выпрямление


Литература / References
  1. Rostami, A., Rasooli, H., and Baghban, H. Terahertz Technology: Fundamentals and Applications. Berlin.: Springer, 2011. P. 246.
  2. Lee, Y.-Sh. Principles of Terahertz Science and Technology. New-York.: Springer, 2009. P. 340.
  3. Federici, J.F., Schulkin, B., Huang, F., Gary, D., Barat, R., Oliveira, F., and Zimdars, D. THz Imaging and Sensing for Security Applications — Explosives, Weapons and Drugs // Semicond. Sci. Technol. 2005. Vol. 20. P. S266-S280.
  4. Fitch, M.J., Osiander, R. Terahertz Waves for Communications and Sensing // Johns Hopkins APL Technical Digest. 2004. Vol. 25. P. 348-355.
  5. Ferguson, B., Zhang Xi-Cheng. Materials for Terahertz Science and Technology// Nature Materials. 2002. Vol. 1. P. 26-33.
  6. Dragoman, D., Dragoman, M. Terahertz Fields and Applications (Review) // Progress in Quantum Electronics. 2004. Vol. 28. P. 1-66.
  7. Nikoghosyan, A.S., Laziev, E.M., Martirosyan, R.M., Hakhoumian, A.A., Chamberlain, J.M., Dudley, R.A., and Zinov’ev, N.N. Terahertz Generation in Waveguide Partially Loaded with Nonlinear Crystal // ICONO 2005, Proc. Of SPIE. 2006. Vol. 6257. P. 62570O-1.
  8. Братман В. Л., Литвак А. Г., Суворов Е. В. Освоение терагерцево диапазона: источники и приложения // УФН. 2011. Т. 181. № 8. С. 867-874.
  9. Terahertz Optoelectronics / Edit. K.Sakai. Springer. 2005. P. 389.
  10. Hangyo, M., Nagashima, T., and Nashima, S. Spectroscopy by Pulsed Terahertz Radiation // Meas. Sci. Techn. 2002. Vol. 13. P. 1727-1738.
  11. Tanabe, T., Suto, K., Nishizawa, J., Saito, K., and Kimura, T. Frequency-Tunable Terahertz Wave Generation Via Excitation of Phonon-Polaritons in GaP // J. Phys. D, Appl. Phys. 2003. Vol. 36. P. 953-957.
  12. Suto, K., Sasaki, T., Tanabe, T., Saito, K., Nishizawa, J., and Ito, M. GaP THz Wave Generator and THz Spectrometer Using Cr: Forsterite Lasers // Rev. Sci. Instrum. 2005. Vol. 76. P. 123109 1-123109.
  13. Shirai, H., Ishii, K., Miyagawa, H., Koshiba, Sh., Nakanishi, S., and Tsurumachi, N. Efficient Terahertz Emission, Detection, and Ultrafast Switching Using One-Dimensional Photonic Crystal Microcavity // J. Opt. Soc. Am. B. 2014. Vol. 31. P. 1393-1401.
  14. Shirai, H., Kishimoto, E., Kokuhata, T., Miyagawa, H., Koshiba, Sh., Nakanishi, Sh., Itoh, H., Hangyo, M., Kim, T. G., and Tsurumachi, N. Enhancement and Suppression of Terahertz Emission by a Fabry-Perot Cavity Structure with a Nonlinear Optical Crystal // Applied Optics. 2009. Vol. 48. P. 6934-6939.
  15. Baghdasaryan, H.V., Knyazyan, T.M., Baghdasa-ryan, T.H., Witzigmann, B., and Roemer, F. Absorption Loss Influence on Optical Characteristics of Multilayer Distributed Bragg Reflector: Wavelength-Scale Analysis by the Method of Single Expression // Opto-Electronics Review. 2010. Vol. 18. P. 438-445.
  16. Baghdasaryan, H.V. Method of Backward Calculation. In Book: Photonic Devices for Telecom-Munications: How to Model and Measure. Edit. G. Guekos. Berlin.: Springer, 1999. P. 404.
  17. Baghdasaryan, H.V., Knyazyan, T.M. Problem of Plane EM Wave Self-Action in Multilayer Structure: An Exact Solution // Optical and Quantum Electronics. 1999. Vol. 31. P. 1059-1072.
  18. Baghdasaryan, H.V., Knyazyan, T.M. Modelling of Strongly Nonlinear Sinusoidal Bragg Gratings by the Method of Single Expression // Optical and Quantum Electronics. 2000. Vol. 32. P. 869-883.
  19. Baghdasaryan, H.V. Basics of the Method of Single Expression: New Approach for Solving Boundary Problems in Classical Electrodynamics. Yerevan.: Chartaraget, 2013. P. 164.
  20. Силин В. П. Нелинейная теория проникновения высокочастотного поля в проводник // ЖЭТФ. 1967. Т. 53. №. 5 (11). С. 1662-1677.
  21. Басс Ф. Г., Вербицкий И. Л., Гуревич Ю. Г. К теории распространения электромагнитных волн в нелинейных средах // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1968. T. 11. №. 10. С. 1480-1489.
  22. Басс Ф. Г., Гуревич Ю. Г. Горячие электроны и сильные электромагнитные волны в плазме полупроводников и газового разряда. М.: Наука, 1975. С. 399.
  23. Зауэр К., Горбунов Л. М. Нелинейное отражение сильной электромагнитной волны от слоя плотной плазмы // Физика плазмы. 1977. T. 3. Вып. 6. С. 1302-1313.
  24. Langbein, U., Lederer, F., Peschel, T., and Trutschel, U. Nonlinear Transmission Resonances at Stratified Dielectric Media // Physics Reports (Review Section of Physics Letters). 1990. Vol. 194. P. 325-342.
  25. Stokes, K.L., Puri, A. Mirrorless Optical Bistability in a Nonlinear Absorbing Dielectric Film // Opt. Lett. 1990. Vol. 15, No. 17. P. 986-988.
  26. Багдасарян О. В., Пермяков В. А. Ветвление режимов и эффект ограничения потока энергии ТЕ-волны в среде с ионизационной нелинейностью // Изв. ВУЗов.: Радиофизика. 1978. T. 21. №. 9. С. 1352-1362.
  27. Манкулов А. А., Багдасарян О. В., Князян Т. М. Качественный анализ поведения амплитуды плоской электромагнитной волны в ограниченных средах // Изв. НАН РА и ГИУА. Сер. ТН. 2004. Т. LVII. № 1. С. 107-114.
  28. Багдасарян О. В., Лебедев А. М., Пермяков В. А. Закономерности прохождения плоской H-волны через слой диэлектрика с отрицательной нелинейностью // Нелинейные оптические взаимодействия, Труды НИИ ФКС ЕГУ. 1987. Ереван. С. 169-188.
  29. Багдасарян О. В., Дарьян А. В. Прохождение плоской электромагнитной волны через слоистые структуры / Межвузовский сборник научных трудов, ЕРПИ. 1990. С. 67-77.
  30. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на ФОРТРАНЕ. М.: Мир, 1969. 582с.
  31. Fox, L. Numerical Solution of Ordinary and Partial Differential Equations. N.-Y.: Pergamon, 1962. P. 509.
  32. Baghdasaryan, H.V., Knyazyan, T.M., Hovhanni-syan, T.T., Hakhoumian, A.A., and Marciniak, M. THz Emission From Optically Pumped GaP Layer Within 1D Microcavity: Numerical Modelling by the Method of Single Expression // Proceedings of the International Conference on “Microwave and THz Technologies and Applications”. October 2-3, 2014, Aghveran, Armenia.“Gitutiun” Publishing House of the NAS RA. Yerevan. 2014. P. 17-22.
  33. Baghdasaryan, H.V., Knyazyan, T.M., Hovhannisyan, T.T., Hakhoumian, A.A., and Marciniak, M. Microcavity with DBR Mirrors for Efficient THz Emission From Optically Pumped GaP Layer: Numerical Analysis by the Method of Single Expression // Proceedings of ICTON 2015 Conference. 5-9 July 2015. Budapest, Hungary. We. C4.6.
  34. Vugmeyster, I.D., Whitaker, J.F., Merlin, R. GaP Based Terahertz Time-Domain Spectrometer Optimized for the 5-8 THz Range // Appl. Phys. Lett. 2012. Vol. 101. P. 181101-1-181101-4.
  35. Baghdasaryan, H.V., Knyazyan, T.M. Simulation of Amplifying Phase-Shifted Bragg Gratings by the Method of Single Expression // Optical and Quantum Electronics. 2003. Vol. 35. No. 4. P. 493-506.

Методы мониторинга и управления радиочастотной плазмы в современных технологических процессах / Methods of Monitoring and Control of RF Plasma in Modern Technological Processes

Агаджанян А. А. / Aghajanyan, A. A.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Ахумян А. А. / Hakhoumian, A. A.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Закарян Т. В. / Zakaryan, T. V.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Меликян А. К. / Melikyan, H. K.
Semes Co. Ltd / Semes Co. Ltd
Погосян Н. Г. / Poghosyan, N. G.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Саргсян С. Т. / Sargsyan, S. T.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-078087

Агаджанян А. А., Ахумян А. А., Закарян Т. В., Меликян А. К., Погосян Н. Г., Саргсян С. Т. Методы мониторинга и управления радиочастотной плазмы в современных технологических процессах // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 78–87.
Aghajanyan, A. A., Hakhoumian, A. A., Zakaryan, T. V., Melikyan, H. K., Poghosyan, N. G., Sargsyan, S. T. Methods of Monitoring and Control of RF Plasma in Modern Technological Processes // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 78–87.


Аннотация: Целью настоящей работы является исследование современных проблем контроля радиочастотной плазмы, усовершенствование используемых методов, а также разработка новых методов, которые позволяют увеличить эффективность и надежность таких систем.

Abstract: The aim of this paper is analysis of modern problems concerning monitoring and control of RF plasma, improvement of the methods in use as well as development of new methods which lead to the increase of efficiency and reliability of such systems.

Ключевые слова: РЧ плазма, измерение разности фаз, согласование импедансов, индукция переменного магнитного поля, plasma processing of materials, RF plasma, phase shift measurement, impedance matching, РЧ плазма


Литература / References
  1. Hopkins, M., King, L. Evaluation of a Plasma Impedance Probe in Time-Varying Non-Uniform Plasma. Proc. 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. 2013, DOI: 10.2514/6.2013-4129.
  2. Krumpholc, M., Sedlacek, M. Measurement of Phase Difference Using DSP Algorithms by Non-Coherent Sampling // Proc. 14th International Symposium on New Technologies in Measurement and Instrumentation and 10th Workshop on ADC Modelling and Testing, Gdynia/Jurata (Poland). September 12-15. 2005. Volume I. P. 229-234.
  3. Kakiuchi Hiroaki. Atmospheric-Pressure Low-Temperature Plasma Processes for Thin Film Deposition //Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. 2013. Vol. 32. No3. P. 030801-030801-16.
  4. Black, D.C., Mayo, R.M. High Sensitivity, Inductively Coupled Miniature Magnetic Probe Array for Detailed Measurement of Time Varying Magnetic Field Profiles in Plasma Flows // Review of Scientific Instruments. 1996. Vol. 67. Nо.4. P. 1508-1516.
  5. Kanamaru Yuki. Magnetic Probe Array with High Sensitivity for Fluctuating Field // Review of Scientific Instruments. 2007. Vol. 78. No3. P. 036105.
  6. Ge Lei, Zhang Yuantao. A Simple Model for the Calculation of Plasma Impedance in Atmospheric Radio Frequency Discharges // Plasma Science and Technology. 2013. Vol. 16. No. 10. P. 1009.
  7. Bacelli, G., Ringwood, J.V., and Iordanov, P. Impedance Matching Controller for an Inductively Coupled Plasma Chamber: L-Type Matching Network Automatic Controller // Proc. 4th Int. Conf. On Information in Control. 2007. P. 202.
  8. Sudhir, D., Bandyopadhyay M. et al. Physics-Electrical Hybrid Model for Real Time Impedance Matching and Remote Plasma Characterization in RF Plasma Sources // Review of Scientific Instruments. 2014. Vol. 85. P. 013510.
  9. Aghajanyan, A., Hakhoumian, A., Zakaryan, T., Melikyan, A., and Poghosyan, N. Bulletin of NAS RA: Technical Ser. 2014. Vol. 67. P. 395.
  10. Aghajanyan, A., Hakhoumian, A., Poghosyan, N., Poghosyan, T., and Zakaryan, T. On the Method of Monitoring and Optimal Control of RF-Plasma // Armenian Journal of Physics. 2015. Vol. 8. No. 1. P. 44-50.

Магнитно-нелинейные материалы для детектирования электромагнитного излучения / Magneto-Nonlinear Materials for Detection of Electromagnetic Radiation

Мартиросян Р. М. / Martirosian, R.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Макарян А. О. / Makaryan, A.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Мыхитарян В. М. / Mekhitarian, V.
Институт физических исследований НАН Армении / RUS Институт физических исследований НАН Армении
Татевосян В. Р. / Tadevosyan, V.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Назари Ф. / Nazari, F.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Джулфаян А. / Julfayan, A.
Институт радиофизики и электроники НАН Армении / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Армении
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-088097

Мартиросян Р. М., Макарян А. О., Мыхитарян В. М., Татевосян В. Р., Назари Ф., Джулфаян А. Магнитно-нелинейные материалы для детектирования электромагнитного излучения // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 88–97.
Martirosian, R., Makaryan, A., Mekhitarian, V., Tadevosyan, V., Nazari, F., Julfayan, A. Magneto-Nonlinear Materials for Detection of Electromagnetic Radiation // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 88–97.


Аннотация: В работе приведены результаты исследований по детектированию лазерного излучения ИК диапазона в прозрачном ферромагнетике железо-иттриевом гранате (ЖИГ) при комнатной температуре. Показано, что величина и знак регистрируемого сигнала существенно зависят от внешнего постоянного магнитного поля и формы кривой намагничивания ферромагнетика. Зависимость регистрируемого сигнала от приложенного магнитного поля хорошо коррелируется со статической кривой намагничивания ферромагнитного образца. Регистрируемый сигнал отличается от нуля только при тех значениях внешнего магнитного поля, при которых кривая намагничивания ферромагнитного образца нелинейна. Эффективность детектирования существенно зависит также от угла поляризации лазерного излучения относительно вектора намагниченности ферромагнитного образца. Наиболее эффективная нелинейность имеет место в том случае, когда магнитное поле линейно поляризованного лазерного излучения лежит в плоскости, параллельной магнитному моменту намагниченного ферромагнетика.

Abstract: The results of research of detecting infrared laser radiation in transparent ferromagnetic YIG at room temperature in this work are presented. It is shown that the magnitude and sign of the detected signal depends essentially on the external magnetic field and the shape of magnetization curve of the ferromagnetic. The dependence of detected signal on applied magnetic field is in good agreement with static magnetization curve of the ferromagnetic sample. The detected signal is different from zero only for those values of the external magnetic field at which the magnetization curve of ferromagnetic sample is non-linear. The detection efficiency greatly depends on the angle of polarization of the laser radiation with respect to the magnetization vector of the ferromagnetic sample. The most effective nonlinearity is evident in the case where the magnetic field of a linearly polarized laser radiation lies in a plane parallel to the magnetic moment of the magnetization of ferromagnetic.

Ключевые слова: детектирование, магнитная нелинейность, лазерное излучение, ферромагнитный материал, magnetization, detection, magnetic nonlinearity, laser radiation, детектирование


Литература / References
  1. Ферриты в нелинейных СВЧ устройствах. / Сб.-к статей под. ред. А.Г. Гуревича. М.: ИИЛ, 1961.
  2. Нелинейные свойства ферритов в полях СВЧ. / Сб.-к статей под. ред. А.Л. Микаэляна. М.: ИИЛ, 1963.
  3. Porter, C.S., Spencer, E.G., Le Craw, R.C. Transparent Ferromagnetic Light Modulator Using Yttrium Iron Garnet // J. Appl. Phys. 1958. Vol. 29. P. 495-496.
  4. Кринчик Г. С., Четкин М. В. Прозрачные ферромагнетики // УФН. 1969. Т. 98. Вып. 1. С. 3-25.
  5. Кабыченков А. Ф. Магнитные фазовые переходы в поле световой волны // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1991. Т. 100. Вып. 4. С. 1219-1237.
  6. Яковлев Ю. М., Генделев С. Ш. Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике. М.: Советское радио, 1975.
  7. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практическое применение. М.: Мир, 1987.
  8. Kimel, A.V., Kirilyuk, A., Usachev, P.A., Pisarev, R.V., Balbashov, A.M., and Rasing, Th. Ultrafast Non-Thermal Control of Magnetization by Instantaneous Photomagnetic Pulses // Nature. 2005. Vol. 435. P. 655-657.
  9. Challener, W. A., McDaniel, T. W., Mihalcea, C. D., Mountfield, K. R., Pelhos, K., and Sendur, I. K. Light Delivery Techniques for Heat-Assisted Magnetic Recordings // Jpn. J. Appl. Phys. 2003. Part 1. T.42. P. 981-988.
  10. Koopmans, B., Van Kampen, M., Kohlhepp, J.T., and de Jonge, W.J.M. Ultrafast Magneto-Optics in Nickel: Magnetism or Optics? // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 85. P. 844.
  11. Kirilyuk, A. From Magneto-Optics to Ultrafast Manipulation of Magnetism // Journal of Science and Arts. 2011.T. 3. P. 353-356.
  12. Kimel, A.V., Kirilyuk, A., Hansteen, F., Pisarev, R. V., and Rasing, Th. Nonthermal Optical Control of Magnetism and Ultrafast Laser-Induced Spin Dynamics in Solids // J. Phys.: Condens. Matter. 2007. Vol. 19. P. 043201 (1-24).
  13. Kimel, A. V., Bentivegna, F., Gridnev, V. N., Pavlov, V. V., Pisarev, R. V., and Rasing, Th. Room-Temperature Ultrafast Carrier and Spin Dynamics in Gaas Probed by the Photoinduced Magneto-Optical Kerr Effect // Phys. Rev. B. 2001. Vol. 63. P. 235201.
  14. Hansteen, F., Kimel, A., Kirilyuk, A., and Rasing, Th. Nonthermal Ultrafast Optical Control of the Magnetization in Garnet Films // Phys. Rev. B. 2006. Vol. 73. P. 014421.
  15. Wang, J., Sun, C., Hashimoto, Y., Kono, J., Khodaparast, G. A., Cywinski, L., Sham, L. J., Sanders, G. D., Stanton, C. J., and Munekata, H. Ultrafast Magneto-Optics in Ferromagnetic III-V Semiconductors // Journal of Physics: Condensed Matter. 2006. Vol. 18, P. R501-530.
  16. Макарян А. О. Оптическое детектирование в ферромагнитной среде // Молодой научный сотрудник ЕГУ. 1982. Т. 2. С. 134-136.
  17. Hakobyan, H.S., Makaryan, A.H., Mekhitarian, V.M., and Tadevosyan, V.R. Detection of Laser Radiation in Optically Transparent Ferromagnet // Proc. Of International Conference on ‘’Microwave and THz Technologies and Wireless Communications’’. Armenia. 2013. P. 52-60.
  18. Martirosian, R.M., Makaryan, A.H., Mekhitarian, V.M., and Tadevosyan, V.R. Optical Detection in a Ferromagnet // JETP Letters. 2014. Vol. 99. No. 8. P. 435-440.
  19. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика часть 2. М.: Физматлит, 2004.
  20. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. М.: Ф, 2003.
  21. Landau, L. D., Lifshitz, E. M. Theory of theизматлит, 2003.
  22. Landau, L. D., Lifshitz, E. M. Theory of the Dispersion of Magnetic Permeability in Ferromagnetic Bodies// Phys. Z. Sowjetunion. 1935. Vol. 8. No. 153. P. 101-114.
  23. Bloch, F. Nuclear Induction// Phys. Rev. 1946. Vol. 70. P. 460-474.
  24. Gilbert, T. L. A Lagrangian Formulation of the Gyromagnetic Equation of the Magnetic Field // Phys. Rev. 1955. T.100, P. 1243.
  25. Callen, H. B. A Ferromagnetic Dynamical Equation // J. Phys. Chem. Solids. 1958. Vol. 4. P. 256-270.
  26. Bloembergen, N. On the Ferromagnetic Resonance in Nickel and Supermalloy // Phys. Rev. 1950. Vol. 78, P. 572.
  27. Мыхитарян В. М. Инвариантное представление обобщенного импульса // Известия НАН Армении. Физика. 2012. Т. 47. № 6. С. 379-390.

Ближнеполевой сканирующий СВЧ микроскоп в качестве измерительной техники с наноразрешением / Near-Field Scanning Microwave Microscope as Nano-Resolution Characterization Technique

Бабаджанян А. Ж. / Babajanyan, A. J.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Фридман Б. / Friedman, B.
Государственный Университет Сэм Хьюстона / Sam Houston State University
Ли К. / Lee, K.
Университет Соганг Кореи / Sogang University
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-098111

Бабаджанян А. Ж., Фридман Б., Ли К. Ближнеполевой сканирующий СВЧ микроскоп в качестве измерительной техники с наноразрешением // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 98–111.
Babajanyan, A. J., Friedman, B., Lee, K. Near-Field Scanning Microwave Microscope as Nano-Resolution Characterization Technique // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 98–111.


Аннотация: Ближнепольная сканирующая микроволновая микроскопия (БСММ) — инструмент бесконтактного неинвазивного неразрушающего контроля для оценки электромагнитных свойств материала с высоким контрастом и высоким пространственным разрешением. Этот подход основан на неразрушающем зондировании локального электромагнитного поля между рабочим концом зонда и тестируемым материалом. Он может использоваться для исследования таких характеристик материала, как электропроводность, диэлектрическая и магнитная проницаемости, и свойств материала, как в объеме, так и в тонких слоях. Изменения характеристик различных материалов и их волнового сопротивления были исследованы данным методом путем измерения коэффициента отражения S 11 микроволнового излучения и сдвига резонансной частоты Δ f / fr . Эти параметры могут быть легко измерены с использованием стандартного сетевого анализатора. В последнее время технология БСММ привлекает большое внимание в качестве перспективного альтернативного метода для тестирования твердотельных материалов, химических растворов и биологических объектов. Более того, эта ближнепольная технология дает возможность детектирования без использования маркирущих молекул, люминесцентных или радиоактивных. В дополнение к этим важнейшим методам распознавания на молекулярном уровне, технология БСММ является уникальным средством для исследования физических свойств в наномасштабе. Она реагирует на чрезвычайно малые вариации свойств материала и открывает большие возможности для высокочувствительного определения микропрофиля поверхности.

Abstract: The near-field scanning microwave microscope (NSMM) is a noncontact, nondestructive and label-free evaluation tool to obtain material properties with high contrast and high spatial resolution. This NSMM approach is based on nondestructive probing of a local electromagnetic near-field interaction between the probe tip and the materials under test, and can be used in exploring material characteristics such as electrical conductivity, dielectric permittivity, magnetic permeability, volumetric and thin film properties, etc. The changes in intrinsic impedance and material characteristics of various materials were investigated by NSMM by measuring the microwave reflection coefficient S 11 and resonant frequency shift Δ f / fr . These parameters can be easily measured using a commercial network analyzer. The NSMM detection technique has attracted considerable attention recently as a promising alternative sensor platform for use in solid state, chemical solution, and biological detection methods. Moreover, the near-field technique offers a label-free detection method that overcomes the need for targeting the molecules with fluorescent or radioactive labels. In addition to these important applications in molecular recognition, the NSMM technique is a unique experimental tool for investigating the physical properties at the nano-scale. The nano-scale probing technique using a NSMM means that it interacts in response to extremely small material property changes and has a great potential for investigating the surface profiles with high sensitivity.

Ключевые слова: Ближное поле, Нано-шкала, 3D отображение, биосенсоры, Microwaves, Near-field, Nano-scale, 3D mapping, Ближное поле, Нано-шкала


Литература / References
  1. Abu-Teir, M., Golosovsky, M., Davidov, D., Frenkel, A., and Goldberger, H. Near-Field Scanning Microwave Probe Based on a Dielectric Resonator // Rev. Sci. Instrum. 2001. Vol. 72. P. 2073.
  2. Kim, J., Kim, S., Lee, K., Lee, J., Cha, D., and Friedman, B. Development of a Near-Field Scanning Microwave Microscope Using a Tunable Resonance Cavity for High Resolution // Meas. Sci. Technol. 2003. Vol. 14. P. 7.
  3. Gao, C., Xiang, X.-D. Quantitative Microwave Near-Field Microscopy of Dielectric Properties // Rev. Sci. Instrum. 1998. Vol. 69. P. 846.
  4. Fragola, A., Aigouy, L., Mignotte, P., Formanek, F., and De Wilde, Y. Apertureless Scanning Near-Field Fluorescence Microscopy in Liquids. // Ultra-microscopy. 2004. Vol. 101. P. 47-54.
  5. Imtiaz, A., Baldwin, T., Nembach, H., Wallis, T., Kabos, P. Near-Field Microwave Microscope Measurements to Characterize Bulk Material Properties // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 90. P. 243105.
  6. Rodriguez, M., Mandelis, A., Pan, G., Garcia, J., Gorodokin, V., Raskin, Y. Minority Carrier Lifetime and Iron Concentration Measurements on p-Si Wafers by Infrared Photothermal Radiometry and Microwave Photoconductance Decay // J. Appl. Phys. 2000. Vol. 87. P. 8113.
  7. Kunst, M., Wunsch, F., and Jokisch, D. Lateral Scanning of Si Based Systems by Measurements of the Microwave Photoconductance // Mat. Sci. Engin. B. 2003. Vol. 102. P. 173-178.
  8. Mircea, D., Clinton, T. Near-Field Microwave Probe for Local Ferromagnetic Resonance Characterization // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 90. P. 142504.
  9. Kalinin, S., Gruverman, A. Scanning Probe Microscopy: Electrical and Electromechanical Phenomena at the Nanoscale. New York: Springer-Verlag, 2006.
  10. Steinhauer, D., Vlahacos, C., Wellstood, F., Anlage Steven, M., Canedy, C., Ramesh, R., Stanishevsky, A., and Melngailis, J. Quantitative Imaging of Dielectric Permittivity and Tunability with a Near-Field Scanning Microwave Microscope // Rev. Sci. Instrum. 2000. Vol. 71. P. 2751.
  11. Friedman, B., Gaspar, M., Kalachikov, S., Lee, K., Levicky, R., Shen, G., and Yoo, H. Sensitive, Label-Free DNa Diagnostics Based on Near-Field Microwave Imaging // J. Am. Chem. Soc. 2005. Vol. 127. P. 9666-9667.
  12. Talanov, V., Scherz, A., Moreland, R., and Schwartz, A. A Near-Field Scanned Microwave Probe for Spatially Localized Electrical Metrology // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88. P. 134106.
  13. Imtiaz, A., Anlage, S., Barry, J., and Melngailis, J. Nanometer-Scale Material Contrast Imaging with a Near-Field Microwave Microscope // App. Phys. Lett. 2007. Vol. 90. P. 143106.
  14. Ohatsu, M. Near-Field Nano/Ato Optics and Technology. Tokyo: Springer-Verlag, 1998.
  15. Jackson, J. Classical Electrodynamics. New York: Wiley, 1975.
  16. Griffiths, D. Introduction to Electrodynamics, 3th ed. New York: Prentice, 1999.
  17. Pozar, D. M. Microwave Engineering. New York: Addison-Wesley, 1990.
  18. Kim, J., Babajanyan, A., Hovsepyan, A., Lee, K., and Friedman, B. Microwave Dielectric Resonator Biosensor for Aqueous Glucose Solution // Rev. Sci. Instrum. 2008. Vol. 79. P. 086107.
  19. Gao, C., Hu, B., Takeuchi, I., Chang, K., Xiang, X., and Wang, G. Quantitative Scanning Evanescent Microwave Microscopy and its Applications in Characterization of Functional Materials Libraries // Meas. Sci. Technol. 2005. Vol. 16. P. 248.
  20. Kim, S., You, H., Lee, K., Friedman, B., Gaspar, M., and Levicky, R. Distance Control for a Near-Field Scanning Microwave Microscope in Liquid Using a Quartz Tuning Fork // Appl. Phys. Lett. 2005. Vol. 86. P. 153506.
  21. Melikyan, H., Sargsyan, T., Babajanyan, A., Kim, S., Kim, J., Lee, K., and Friedman, B. Hard Disk Magnetic Domain Nano-Spatial Resolution Imaging by Using a Near-Field Scanning Microwave Microscope with an AFM Probe Tip // J. Magn. Magn. Mater. 2009. Vol. 321. P. 2483-2487.
  22. Babajanyan, A., Kim, J., Kim, S., Lee, K., and Friedman, B. Sodium Chloride Sensing by Using a Near-Field Microwave Microprobe // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 89. P. 183504.
  23. Dimtrakopoulos, C. D., Malenfant, P. R. L. Organic Thin Film Transistors for Large Area Electronics // Adv. Mater. 2002. Vol. 14. P. 99-117.
  24. Lim, E., Manaka, T., Tamura, R., and Iwamoto, M. Maxwell-Wagner Model Analysis for the Capacitance-Voltage Characteristics of Pentacene Field Effect Transistor // Jpn. J. Appl. Phys. 2006. Vol. 45. P. 3712-3716.
  25. Kudo, K., Sumimoto, T., Hiraga, K., Kuniyoshi, Sh., and Tanaka, K. Evaluation of Electrical Properties of Evaporated Thin Films of Metal-Free, Copper and Lead Phthalocyanines by in-Situ Field Effect Measurements // Jpn. Appl. Phys. 1997. Vol. 36. P. 6994-6998.
  26. Suzue, Y., Manaka, T., and Iwamoto, M. Current-Voltage Characteristics of Pentacene Films: Effect of UV/Ozone Treatment on Au Electrodes // Jpn. J. Appl. Phys. 2005. Vol. 44. P. 561-565.
  27. Kirchartz, T., Rau, U., Kurth, M., Mattheis, J., and Werner, J. Comparative Study of Electroluminescence From Cu (In, Ga) Se2 and Si Solar Cells // Thin Solid Films. 2007. Vol. 515. P. 6238-6242.
  28. Anton, I., Sala, G., Heasman, K., Kern, R., and Bruton, T. Performance Prediction of Concentrator Solar Cells and Modules From Dark I-V Characteristics // Prog. Photovolt. Res. Appl. 2003. Vol. 11. P. 165-178.
  29. Noh, Y. Y., Kim, D. Y., and Yase, K. Highly Sensitive Thin-Film Organic Phototransistors: Effect of Wavelength of Light Source on Device Performance // J. Appl. Phys. 2005. Vol. 98. P. 074505.
  30. Hamilton, M., Martin, S., and Kanicki, J. Thin-Film Organic Polymer Phototransistors // IEEE Trans. Electron Devices. 2004. Vol. 51. P. 877-885.
  31. Zhen, L., Shang, L., Liu, M., Tu, D., Ji, Z., Liu, X., Liu, G., Liu, J., and Wang, H. Light-Induced Hysteresis Characteristics of Copper Phthalocyanine Organic Thin-Film Transistors // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93. P. 203302.
  32. Chicinas, I. Soft Magnetic Nanocrystalline Powders Produced by Mechanical Alloying Routes // J. Optoelectron. Adv. Mater. 2006. Vol. 8. P. 439-448.
  33. Tabib-Azar, M., Wang, Y. Design and Fabrication of Scanning Near-Field Microwave Probes Compatible with Atomic Force Microscopy to Image Embedded Nanostructures // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 2004. Vol. 52. P. 971-979.
  34. Hanai, T., Hamada, H., and Okamoto, M. Application of Bioinformatics for DNa Microarray Data to Bioscience, Bioengineering and Medical Fields // J. Biosci. Bioeng. 2006. Vol. 101. P. 377-384.
  35. Wang, L., Li, P. Microfluidic DNa Microarray Analysis: a Review // Anal. Chim. Acta. 2011. Vol. 687. P. 12-27.
  36. Ray, K., Ma, J., Oram, M., Lakowicz, J., and Black, L. Single-Molecule and FRET Fluorescence Correlation Spectroscopy Analyses of Phage DNa Packaging: Colocalization of Packaged Phage T4 DNa Ends Within the Capsid // J. Mol. Biol. 2010. Vol. 395. P. 1102-1113.
  37. Qi, Y., Li, B., Zhang, Zh. Label-Free and Homogeneous DNa Hybridization Detection Using Gold Nanoparticles-Based Chemiluiminescence System // Biosens. Bioelectron. 2009. Vol. 24. P. 3581-3586.
  38. Postma, H. Rapid Sequencing of Individual DNa Molecules in Graphene Nanogaps. // Nano Lett. 2010. Vol. 10. P. 420-425.
  39. Ozkumur, E., Ahn, S., Yalcin, A., Lopez, C., Cevik, E., Irani, R., DeLisi Ch., Chiari, M., and Unlu, M. Label-Free Microarray Imaging for Direct Detection of DNa Hybridization and Single-Nucleotide Mismatches. // Biosens. Bioelectron. 2010. Vol. 25. P. 1789-1795.
  40. Kim, S., Jang, Y., Kim, S., Kim, T., Melikyan, H., Babajanyan, A., Lee, K., and Friedman, B. Detection of DNA-Hybridization Using a Near-Field Scanning Microwave Microscope // J. Nanosci. Nanotechnol. 2011. Vol. 11. P. 4222-4226.
  41. Mayor, L., Moreira, R., Chenlo, F., and Sereno, A. Kinetics of Osmotic Dehydration of Pumpkin with Sodium Chloride Solutions // J. Food Eng. 2006. Vol. 74. P. 253-262.
  42. Rahmouni, K., Keddam, M., Srhiri, A., and Takenouti, H. Corrosion of Copper in 3% NaCl Solution Polluted by Sulphide Ions // Corros. Sci. 2005. Vol. 47. P. 3249-3266.
  43. Babajanyan, A., Melikyan, H., Kim, S., Kim, J., Lee, K., Friedman, B. Real-Time Noninvasive Measurement of Glucose Concentration Using a Microwave Biosensor. // J. Sens. 2010. Vol. 2010. Article ID: 452163.

Электронный транспорт в гибридных сверхпроводниковых мезаструктурах / Electron Transport in Hybrid Superconducting Epitaxial Mesastructures

Константинян К. И. / Constantinian, K. Y.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Овсянников Г. А. / Ovsyannikov, G. A.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-112132

Константинян К. И., Овсянников Г. А. Электронный транспорт в гибридных сверхпроводниковых мезаструктурах // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 112–132.
Constantinian, K. Y., Ovsyannikov, G. A. Electron Transport in Hybrid Superconducting Epitaxial Mesastructures // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 112–132.


Аннотация: We present results on experimental studies of electron transport of hybrid superconducting mesastructures with oxide magnetic interlayers. The density of the superconducting current in mesastructures with antiferromagnetic interlayer reaches jC =700 A/cm2 and the decay length of superconducting correlations is estimated of order 7 nm. These mesastructures exhibit significantly higher sensitivity to the external magnetic field than conventional Josephson junctions. In mesastructures with a composite ferromagnetic interlayer the superconducting current has been measured being caused by an emergence of spin-triplet correlations.

Abstract: Экспериментально исследован электронный транспорт сверхпроводниковых гибридных эпитаксиальных мезаструктур на основе купратных сверхпроводников с оксидными магнитными прослойками. Показано, что плотность сверхпроводящего тока в мезаструктурах с прослойкой из антиферромагнетика достигает значений jC =700 A/cм2, а характерная длина затухания сверхпроводящих корреляций составляет величину порядка 7 нм. Обнаружено, что такие мезаструктуры обладают существенно большей чувствительностью к внешнему магнитному полю, чем обычные джозефсоновские переходы. В мезаструктурах с прослойкой из композитного ферромагнетика обнаружен сверхпроводящий ток, обусловленный возникновением спин-триплетных корреляций.

Ключевые слова: магнетики, джозефсоновские переходы, электронный транспорт, спин-поляризованные процессы, ток-фазовая зависимость, СВЧ динамика, superconductors, magnetic materials, Josephson junctions, electron transport, spin-polarized processes, current-phase relation, магнетики


Литература / References
  1. Bergeret, F. S., Volkov, A. F., Efetov, K. B. Odd Triplet Superconductivity and Related Phenomena in Superconductor-Ferromagnet Structures. // Rev. Mod. Phys. 2006. Vol. 77. P. 1321.
  2. Komissinskiy, P., Ovsyannikov, G. A., Borisenko, I. V., Kislinskii, Yu.V., Constantinian, K. Y., Zaitsev, A. V., and Winkler, D. Josephson Effect in Hybrid Oxide Heterostructures with an Antiferromagnetic Layer. // Phys. Rev. Lett. 2007. Vol. 99. P. 017004.
  3. Gorkov, L. P., Kresin, V. Z. Josephson Junction with an Antiferromagnetic Barrier. // Physica C. 2002. Vol. 367. P. 103.
  4. Зайцев А. В., Овсянников Г. А., Константинян К. И., Кислинский Ю. В., Шадрин А. В., Борисенко И. В., Комиссинский Ф. В. Сверхпроводящий ток в гибридных структурах с антиферромагнитной прослойкой. // ЖЭТФ. 2010. Т. 137, С. 380.
  5. Andersen, B. M., Bobkova, I. V., Hirschfeld, P. J., Barash, Yu.S. 0-π Transitions in Josephson Junctions with Antiferromagnetic Interlayers. // Phys. Rev. Lett. 2006. Vol. 96. P. 117005.
  6. Vaknin, D., Caignol, E., Davis, P. K., et al. Antiferromagnetism in (Ca0.85Sr0.15) CuO2, the Parent of the Cuprate Family of Superconducting Compounds. // Phys. Rev. B. 1989. Vol. 39. P. 9122.
  7. Овсянников Г. А., Денисюк С. А., Бдикин И. К. Рост и проводимость кальциевых купратных пленок. // ФТТ. 2005. Т. 47. С. 417.
  8. Овсянников Г. А., Борисенко И. В., Комиссинский Ф. В., Кислинский Ю. В., Зайцев А. В. Аномальный эффект близости в сверхпроводниковых оксидных структурах с антиферромагнитной прослойкой. // Письма в ЖЭТФ. 2006. Т. 84. С. 320.
  9. Komissinskiy, P., Ovsyannikov, G. A., Constantinian, K. Y., et al. High-Frequency Dynamics of Hybrid Oxide Josephson Heterostructures. // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 78. P. 024501.
  10. Nie, J. C., Badica, P., Hirai, M., et al. Electron-Doped Superconductivity in Sr1-xCaxCuO2-δ Infinite-Layer Thin Films. // Physica C. 2003. Volums 388-389. P. 441.
  11. Аматуни Л. Э., Ахумян А. А., Константинян К. И., Мартиросян Р. М., Овсянников Г. А. Движение вихрей в мостиковых структурах из высокотемпературных сверхпроводников. // Письма в ЖЭТФ. 1989. Т. 49. С. 559.
  12. Constantinian, K. Y., Amatuni, L. E., Hakhumian, A. A., Hayrapetian, R. B., and Martirossian, R. M. Microwave Mixing Processes in HTSC Thin Films. // Physica B. 1991. Vol. 173. P. 313.
  13. Amatuni, L. E., Constantinian, K. Y., Hakhumian, A. A., Hayrapetian, R. B., Martirossian, R. M., Lee, K., and Park, G. Microwave Mixing and Generation in the Low-Tc and High-Tc Superconducting Thin-Film Bridges. // Superconductor Science and Technology. 1992. Vol. 5. P. 107.
  14. Комиссинский Ф. В., Овсянников Г. А., Иванов З. Г. Температурная зависимость электронного транспорта в гетеропереходах нормальный металл-ВТСП. // ФТТ. 2001. Т. 43. С. 769.
  15. Бароне А., Патерно Дж. Эффект Джозефсона. Физика и применения: Мир, Москва. 1984.
  16. Аматуни Л. Э., Ахумян А. А., Айрапетян Р. Б., Константинян К. И., Мартиросян Р. М., Овсянников Г. А. Собственное электромагнитное излучение ВТСП тонкопленочных мостиковых структур. // Письма в ЖЭТФ. 1989. Т. 50. С. 355.
  17. Константинян К. И., Аматуни Л. Э., Мартиросян Р. М. Непосредственное наблюдение риделевской особенности на торцевом YBaCuO джозефсоновском переходе. // Письма в ЖЭТФ. 1994. Т. 59. С. 167.
  18. Аматуни Л. Э., Мартиросян Р. М., Константинян К. И. Собственное электромагнитное излучение YBa2Cu3O7 тонкопленочных торцевых переходов в миллиметровом диапазоне длин волн. //Письма в ЖТФ. 1994. Т. 20. С. 86.
  19. Lofwander, T., Shumeiko, V. S., Wendin, G. Andreev Bound States in High-Tc Superconducting Junctions // Superconductor Sci. Technol. 2001. Vol. 14. P. R53.
  20. Hilgenkamp, H., Mannhart, J. Grain Boundaries in High-Tc Superconductors. // Rev. Mod. Phys. 2002. Vol. 74. P. 485.
  21. Il´Ichev, E, Grajcar, M., Hlubina, R., et al. Degenerate Ground State in a Mesoscopic YBa2Cu3O7-d Grain Boundary Josephson Junction. // Phys. Rev. Lett. 2001. Vol. 86. P. 5369.
  22. Kleiner, R., Katz, A. S., Sun, A. G., et al. Pair Tunneling From c-Axis YBa2Cu3O7-x to Pb: Evidence for s-Wave Component From Microwave Induced Steps. // Phys. Rev. Lett. 1996. Vol. 76. P. 2161.
  23. Mints, R. G., Papiashvilli, I., Kirtley, J. R., Hilgenkamp, H., Hammel, G., and Mannhart, J. Observation of Splintered Josephson Vortices at Grain Boundaries in YBa2Cu3O7-δ. // Phys. Rev. Lett. 2002. Vol. 89. P. 067004.
  24. Mints, R. G. Self-Generated Flux in Josephson Junctions with Alternating Critical Current Density. // Phys. Rev. B. 1998. Vol. 57. P. R3221.
  25. Комиссинский Ф. В., Константинян К.И, Кислинский Ю.В, Овсянников Г. А. Электронный транспорт в металлооксидных сверхпроводниковых гетеропереходах.// ФНТ. 2004. Т. 30. С. 795.
  26. Il`Ichev, E., Zakozarenko, V., Ijsselsteijn, R., et al. Nonsinusoidal Current-Phase Relationship of Grain Boundary Josephson Junctions in High-Tc Superconductor. // Phys. Rev. Lett. 1998. Vol. 81. P. 894.
  27. Ustinov, A. V., Mygind, J., and Oboznov, V. A. Phase-Locked Flux-Flow Josephson Oscillator. // J. Appl. Phys. 1992. Vol. 72. P. 1203.
  28. Кислинский Ю. В., Комиссинский Ф. В., Константинян К. И. и др. Сверхпроводящий ток гибридных гетеропереходов металлооксидных сверхпроводников: размерная и частотная зависимости. // ЖЭТФ. 2005. Т. 128. С. 575.
  29. Mannhart, J. High-Tc Transistors. // Supercond. Sci. Technol. 1996. Vol. 9. P. 49.
  30. Karminskaya, T.Yu., Kornev, V. K. Subharmonic Shapiro Steps on I-V Curve of Underdamped Josephson Junctions. // Proceedings of Int. Student’s Workshop on Microwave Applications of New Physical Phenomena. Saint-Petersburg. Russia. 2004. P. 119.
  31. Ovsyannikov, G. A., Borisenko, I. V., and Constantinian, K. Y. Electron Transport in High-Tc Superconducting Grain Boundary Junctions. // Vacuum. 2000. Vol. 58. P. 149.
  32. Riedel, R. A., Bagwell, P. F. Low-Temperature Josephson Current Peak in Junctions with d-Wave Order Parameters. // Phys. Rev. B. 1998. Vol. 57. P. 6084.
  33. Tanaka, Y., Kashiwaya, S. Theory of the Josephson Effect in d-Wave Superconductors. // Phys. Rev. B. 1996. Vol. 53. R11957.
  34. Barash, Yu.S. Quasiparticle Interface States in Junctions Involving d-Wave Superconductors. // Phys. Rev. B. 2000. Vol. 61. P. 678.
  35. Комиссинский Ф. В., Овсянников Г. А., Кислинский Ю. В. и др. Андреевские состояния и эффект Джозефсона в сверхпроводниковых гетеропереходах в тонких пленках YBa2Cu3Ox. // ЖЭТФ. 2002. Т. 95. С. 1074.
  36. Gozar, A., Logvenov, G., Kourkoutis, L. F., et al. High-Temperature Interface Superconductivity Between Metallic and Insulating Copper Oxides. // Nature. 2008. Vol. 455. P. 782.
  37. Okamoto, S., Millis, A. J. Electronic Reconstruction at an Interface Between a Mott Insulator and a Band Insulator. // Nature. 2004. Vol. 428. P. 630.
  38. Billinge, S. J.L., Davies, P. K., Egami, T., and Catlow, C. R.A. Deviations From Planarity of Copper-Oxygen Sheets in Ca0.85Sr0.15CuO2. // Phys. Rev. B. 1991. Vol. 43. P. 10340.
  39. Bell, C., Tarte, E. J., Burnell, G., et al. Proximity and Josephson Effects in Superconductor/Antiferro-magnetic Nb/γ-Fe50Mn50 Heterostructures. // Phys. Rev. B. 2003. Vol. 68. P. 144517.
  40. Golubov, A, Kupriyanov, M.Yu., and Il’Ichev, E. The Current-Phase Relation in Josephson Junctions. // Rev. Mod. Phys. 2004. Vol. 76. P. 411.
  41. Komissinski, P. V., Il’Ichev, E., Ovsyannikov, G. A., et al. Observation of the Second Harmonic in Superconducting Current-Phase Relation of Nb/Au/ (001) YBa2Cu3Ox Heterojunctions. // Europhys. Lett. 2002. Vol. 57. P. 585.
  42. Mieville, L., Worledge, D., Geballe, T.H, Contreras, R., and Char, K. Transport Across Conducting Ferromagnetic Oxide/Metal Interfaces. // Appl. Phys. Lett. 1998. Vol. 73. P. 1736.
  43. Van Zalk M, Brinkman, A., Aarts, J., and Hilgenkamp, H. Interface Resistance of YBa2Cu3O7-δ /La0.67Sr0.33MnO3 Ramp-Type Contacts. // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 82. P. 134513.
  44. Шейерман А. Е., Константинян К. И., Овсянников Г. А. и др. Спин-триплетный электронный транспорт в гибридных сверхпроводниковых гетероструктурах с композитной ферромагнитной прослойкой. // ЖЭТФ. 2015. Т. 147. С. 1185.
  45. Borisevich, A. Y., Lupini, A. R., He, J., Eliseev, E. A., et al. Interface Dipole Between Two Metallic Oxides Caused by Localized Oxygen Vacancies. // Phys. Rev. B. 2012. Vol. 86. P. 140102 (R).
  46. Ziese, M., Vrejoiu, I., Pippel, E., et al. Tailoring Magnetic Interlayer Coupling in La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO3 Superlattices // Phys. Rev. Lett. 2010. Vol. 104. P. 167203.
  47. Ziese, M., Bern, F., Setzer, A., et al. Existence of a Magnetically Ordered Hole Gas at the La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO3 Interface. // The European Physical Journal B. 2013. Vol. 86. P. 42.
  48. Komissinskii, F. V., Ovsyannikov, G. A., and Ivanov, Z. G. Temperature Behavior of Electron Transport in Normal-Metal-HTSC Heterojunctions. // Phys. Solid State. 2001. Vol. 43. P. 801.
  49. Khasawneh, M. A., Khaire, T. S., Klose, C., Pratt Jr., W.P, and Birge, N. O. Spin-Triplet Supercurrent in Co-Based Josephson Junctions. // Supercond. Sci. Technol. 2011. Vol. 24. P. 024005.
  50. Khaydukov, Yu.N., Ovsyannikov, G. A., Sheyerman, A. E., Constantinian, K. Y., et al. Evidence for Spin-Triplet Superconducting Correlations in Metal-Oxide Heterostructures with Noncollinear Magnetization. // Phys. Rev. B. 2014. Vol. 90. P. 035130.
  51. Volkov, A. F., Efetov, K. B. Odd Spin-Triplet Superconductivity in a Multilayered Superconductor-Ferromagnet Josephson Junction. // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 81. P. 144522.
  52. Richard, C., Houzet, M., and Meyer, J. S. Superharmonic Long-Range Triplet Current in a Diffusive Josephson Junction. // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 110. P. 217004.
  53. Cohn, J. L., Neumeier, J. J., Popoviciu, C. P., McClellan, K.J., and Leventouri, Th. Local Lattice Distortions and Thermal Transport in Perovskite Manganites. // Phys. Rev. B. 1997. Vol. 56. P. R8495.
  54. Kostic, P., Okada, Y., Collins, N. C., Schlesinger, Z., Reiner, J. W., et al. Non-Fermi-Liquid Behavior of SrRuO3: Evidence From Infrared Conductivity. // Phys. Rev. Lett., 1998. Vol. 81. P. 2498.
  55. Кислинский Ю. В., Константинян К. И., Овсянников Г. А., Комиссинский Ф. В., Борисенко И. В., Шадрин А. В. Магнитозависящий сверхпроводящий транспорт в оксидных гетероструктурах с антиферромагнитной прослойкой. // ЖЭТФ. 2008. Т. 133. С. 914.
  56. Klose, C., Khaire, T. S., Wang, Y., Pratt Jr., W.P., Birge, N. O., et al. Optimization of Spin-Triplet Supercurrent in Ferromagnetic Josephson Junctions. // Phys. Rev. Lett. 2012. Vol. 108. P. 127002.
  57. Pal, A., Barber, Z. H., Robinson, J.W.A., and Blamire, M. G. Pure Second Harmonic Current-Phase Relation in Spin-Filter Josephson Junctions. // Nature Comm. 2014. Vol. 5. P. 3340.
  58. Wild, G., Probst, C., Marx, A., Gross, R. Josephson Coupling and Fiske Dynamics in Ferromagnetic Tunnel Junctions. // Eur. Phys. J. B. 2010. Vol. 78. P. 509.
  59. Volkov, A. F., Efetov, K. B. Proximity Effect and its Enhancement by Ferromagnetism in High-Temperature Superconductor-Ferromagnet Structu-res. // Phys. Rev. Lett. 2009. Vol. 102. P. 077002.
  60. Buzdin, A. I., Mel’Nikov, A.S., and Pugach, N. G. Domain Walls and Long-Range Triplet Correlations in SFS Josephson Junctions. // Phys. Rev. B. 2011. Vol. 83. P. 144515.
  61. Desfeux, R., Bailleul, S., Da Costa, A., Prellier, W., and Haghiri-Gosnet, A.M. Substrate Effect on the Magnetic Microstructure of La0.7Sr0.3MnO3 Thin Films Studied by Magnetic Force Microscopy. // Appl. Phys. Lett. 2001. Vol. 78. P. 3681.
  62. Dho, J., Kim, Y. N., Hwang, Y. S., Kim, J. C., and Hur, N. H. Strain-Induced Magnetic Stripe Domains in La0.7Sr0.3MnO3 Thin Films. // Appl. Phys. Lett. 2003. Vol. 82. P. 1434.
  63. Anwar, M. S., Czeschka, F., Hesselberth, M., Porcu, M., Aarts J. Long-Range Supercurrents Through Half-Metallic Ferromagnetic M., Porcu, M., Aarts J. Long-Range Supercurrents Through Half-Metallic Ferromagnetic CrO2. // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 82. P. 100501.

К 80-летию Радика Мартиросовича Мартиросяна / To the 80th anniversary of Radik Martirosovich Martirosyan

Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-001002

К 80-летию Радика Мартиросовича Мартиросяна // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 1–2.
To the 80th anniversary of Radik Martirosovich Martirosyan // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 1–2.


Аннотация:

Abstract:

Ключевые слова:


Литература / References

К вопросу о непосредственном обнаружении гравитационных волн / On the Direct Detection of the Gravitational Waves

Пустовойт В.И. / Pustovoit, V.I.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / RUS Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-006019

Пустовойт В.И. К вопросу о непосредственном обнаружении гравитационных волн // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 6–19.
Pustovoit, V.I. On the Direct Detection of the Gravitational Waves // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 6–19.


Аннотация: Показано, что значения масс коллапсирующих черных дыр в рамках ньютоновского приближения могут быть получены из значений наименьшей частоты излучения гравитационных волн и интервала времени от начала регистрации до момента коллапса черных дыр. Указано, что проблему нагрева зеркал интерферометра (гравитационной антенны) лазерным излучением можно решить путём использования протяженных структур с синусоидальным распределением показателя преломления. Отмечена особая роль пондеромоторных сил со стороны лазерного излучения на отражательные способности зеркал, образующих резонатор Фабри-Перо в интерферометре Майкельсона

Abstract: It is shown that the values of collapsing black holes masses within the framework of Newtonian approximation can be also obtained from the values of the lowest frequency of gravitational waves radiation and time interval from the start of this lowest frequency measurement until the collapse of black holes. It is pointed out that the problem of mirrors heating by laser radiation can be solved by means of the extended sinusoidal distribution of the medium refractive index. The special role of the influence of the ponderomotive forces on the part of the laser radiation on the reflective ability of mirrors forming Fabry-Perot resonator in Michelson interferometer, is also indicated.

Ключевые слова: коллапс черных дыр, лазерный нагрев зеркал резонатора, интерферометр Фабри-Перо, свободная масса (зеркала), gravitational waves, black holes collapse, laser heating of resonator mirrors, Fabry-Perot interferometer, коллапс черных дыр


Литература / References
  1. Blanchet, L., Damour, T., Iyer, B. R., Will, C. M., and Wiseman, A. G. Gravitational-Radiation Damping of Compact Binary Systems to Second Post-Newtonian Order. // Phys. Rev. Lett. 1995. No. 74. 3515.
  2. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. М.: Наука, 1967.
  3. Gertsenshtein M.E., Pustovoit V.I. On the Detection of Low Frequency Gravitation Waves. // Sov. Phys. JETP. 1963. Vol. 16. No. 2. P. 433-435.
  4. Weiss R. Electromagnetically Coupled Broadband Gravitational Antenna / Quarterly Report of the Research Laboratory for Electronics // MIT Report No. 105. 1972. WEB: https:// dcc.ligo.org/ligo p720002/public/main
  5. Pustovoit, V.I. Special Case of Light Collinear Diffraction on Sound Waves in Crystals. // Optical Memory and Neural Networks (Information Optics). 2004. Vol. 4. No. 2. See Also [8].
  6. Афанасьев, А.М., Гуляев, Ю.В., Пустовойт, В.И. Физические процессы в электронных приборах. // Радиотехника и электроника. 2004. Т. 49. № 12. С. 1526-1531.
  7. Пустовойт В. И. Избранные труды. С. 545-563. М.: Наука, 2014.
  8. Пустовойт В. И. Акустооптические свойства метаматериалов. // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 2. С. 76-85.
  9. Pustovoit, V.I., Borisov, M., Ivanov, O. // Phys.Lett. A. 1989. Vol. 135. No. 11.; Solid State Comm. 1989. Vol. 76. No. 6; See Also [8, P. 672-685].
  10. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Физматлит, 2003. 616с.
  11. Ginsburg, V.L. // Inter. Conf. On Gravitation. Warsaw, July 1963.
  12. Weber, J. Remarks on Gravitational Experiments.IL Nuovo Cimento (1955-1965). 1963. Т. 29. No. 4. P. 930-934
  13. Weber, J. // Phys. Rev. 1960. No. 117. P. 360.; General Relativity and Gravitational Waves. New York. 1961. Ch. 8.; Gravitational Radiation Detector Observations in 1973 and 1974 // Nature. 1977. No. 266. P. 243.

Метод определения фазы субпикосекундного лазерного импульса в среднем ИК диапазоне длин волн / Method for Determining the Phase Subpicosecond Laser Pulses in the Mid-IR Wavelength Range

Ахумян А. А. / Hakhoumian, A.A.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Мартиросян Р. М. / Martirosyan, R.M.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / Institute Radiophysics NAS RA
Оганесян Д. Л. / Hovhannisyan, D.L.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Оганесян Г. Д. / Hovhannisyan, G.D.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-020027

Ахумян А. А., Мартиросян Р. М., Оганесян Д. Л., Оганесян Г. Д. Метод определения фазы субпикосекундного лазерного импульса в среднем ИК диапазоне длин волн // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 20–27.
Hakhoumian, A.A., Martirosyan, R.M., Hovhannisyan, D.L., Hovhannisyan, G.D. Method for Determining the Phase Subpicosecond Laser Pulses in the Mid-IR Wavelength Range // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 20–27.


Аннотация: Для определения фазового сдвига центральной частоты субпикосекундного лазерного импульса в среднем ИК диапазоне длин волн предлагается метод, основанный на генерации излучения суммарной частоты (ИСЧ) двумя одинаковыми линейно-поляризованными лазерными субпикосекундными импульсами накачки с разностью фаз, распространяющимися в кристалле GaSe с регулярной доменной структурой. В работе показано, что в поле субпикосекундного ИК лазерного импульса с центральной длиной волны 9.6 мкм, распространяющегося в кристалле GaSe с регулярной доменной структурой (РДС) с периодом равным 216 мкм, происходит одновременная квазисинхронная генерация второй, третьей и четвертой гармоник импульса накачки на длинах волн 4.8, 3.2 и 2.4 мкм соответственно. Представленные в работе результаты могут быть использованы при разработке нелинейно-оптического фазового коррелятора для определения фазы субпикосекундного лазерного импульса в среднем ИК диапазоне длин волн.

Abstract: The method of determination of the phase shift of the central frequency of subpicosecond laser pulse in the mid-IR wavelength range is proposed. The method is based on the generation of sum frequency radiation by two equally linearly polarized subpicosecond laser pulses of pump with a phase difference, propagating in GaSe crystals with a regular domain structure. It is shown that in the field of subpicosecond IR laser pulse at the 9.6 μm central wavelength propagating in GaSe crystal with a regular domaon structure with a period 216 μm takes place simultaneous quasisynchro-nous generation of the second, third and fourth harmonics of the pump pulse at 4.8, 3.2 and 2.4 μm wavelengths, respectively. The obtained results can be used for developing the nonlinear optical phase correlator for determination of the phase of subpicosecond mid-IR laser pulse.

Ключевые слова: излучение суммарной частоты, разность фаз, IR laser pulse, difference frequency radiation, излучение суммарной частоты


Литература / References
  1. Vodopyanov, K.L., Kulevskii, L.A., Voevodin, V.G., Gribenyukov, A.I., Allakhverdiev, K.R., and Kerimov, T.A. High Efficiency Middle IR Parametric Superradiance in ZnGeP2 and GaSe Crystals Pumped by an Erbium Laser // Opt. Commun. 1991. Vol. 83. No. 5-6. P. 322-326.
  2. Okorogu, A.O., Mirov, S.B., Lee, W., Crouthamel, D.I., Jenkins, N., Dergachev, A.Yu., Vodopyanov, K. L., and Badikov, V.V. Tunable Middle Infrared Down-Conversion in GaSe and AgGaS2 // Opt. Commun. 1998. Vol. 155. No. 4-6. P. 307-312.
  3. Kaindl, R.A., Wurm, M., Reimann, K., Hamm, P., Weiner, A.M., and Woerner, M. Generation, Shaping, and Characterization of Intense Femtosecond Pulses Tunable From 3 to 20 μm // J. Opt. Soc. Am. B. 2000. Vol. 17, No. 12. P. 2086-2094.
  4. Huber, R., Brodschelm, A., Tauser, F., and Leitenstorfer, A. Generation and Field-Resolved Detection of Femtosecond Electromagnetic Pulses Tunable up to 41 THz // Appl. Phys. Lett. 2000. Vol. 76. No. 22. P. 3191-3193.
  5. Shi Wei, Ding Yujie J., Mu Xiaodong, and Fernelius Nils. Tunable and Coherent Nanosecond Radiation in the Range of 2.7-28.7 μm2.7-28.7 μm Based on Difference-Frequency Generation in Gallium Selenide // Appl. Phys. Lett. 2002. Vol. 80. No. 21. P. 3889-3891.
  6. Finsterbusch, K., Bayer, A., and Zacharias, H. Tunable, Narrow-Band Picosecond Radiation in the Mid-Infrared by Difference Frequency Mixing in GaSe and CdSe //Appl. Phys. B. 2004. Vol. 79. No. 4. P. 457-462.
  7. Shi, W., Ding, Y. J. A Monochromatic and High-Power Terahertz Source Tunable in the Ranges of 2.7-38.4 and 58.2-3540 μm for Variety of Potential Applications //Appl. Phys. Lett. 2004. Vol. 84. No. 10. P. 1635-1637.
  8. Tanabe, T., Suto, K., Nishizawa, J., and Sasaki, T. Characteristics of Terahertz-Wave Generation From GaSe Crystals //J. Phys. D: Appl. Phys. 2004. Vol. 37. No. 2. P. 155-158.
  9. Hovhannisyan, G.D. Summary and Difference Frequency Radiation Generation in the Field of Few-Cycle Laser Pulse Propagating in GaSe //Optical Memory and Neural Networks (Information Optics). 2013. Vol. 22. No. 3. P. 135-147.
  10. Ахумян А. А., Лазиев Э. М., Никогосян А. С., Оганесян Д. Л., Оганесян Г. Д. Генерация разностной частоты в кристалле Gaas с периодической доменной структурой при оптическом выпрямлении фемтосекундного лазерного импульса //Изв. НАН Армении. Физика. 2010. Т. 45. № 1. С. 28-38.
  11. Ахумян А. А., Оганесян Г. Д. Нелинейно-оптический фазовый коррелятор для определения фазы субпикосекундного лазерного импульса в среднем ИК диапазоне длин волн // Изв. НАН Армении. Физика. 2015. Т. 50. № 4. С. 476-491.
  12. Nikogosyan, D.N. Nonlinear Optical Crystals: a Complete Survey, Springer, 2005.
  13. Дмитриев В. Г., Тарасов Л. В. Прикладная нелинейная оптика. M. Наука, 2004.
  14. Hovhannisyan, D. L., Hakhoumian, A. A., Martirosyan, R. M., Nikoghosyan, A. S., and Laziev, E. M., Hovhannisyan G. D. Theoretical Investigation and Computational Modeling of the Difference Frequency Generation by Interaction of Few Cycle Laser Pulses in a Gaas Crystal //Journal Modern Optics. 2010. Vol. 57. No. 14. P. 1228-1242.