Разработка новых методов оптического манипулирования за счет конфигурирования мультипольных моментов нанообъектов : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. В. Новицкий

Abstract

Объектом исследования являются электромагнитные и квантовые волновые пучки, взаимодействующие с атомами, нано- и микрочастицами. Цель работы — исследование оптических сил, возникающих при резонансном взаимодействии мультипольных моментов наночастиц, а также механических сил в результате квантового рассеяния. Основными методами исследования являются операторные методы электродинамики сложных сред, теория рассеяния в оптике и квантовой механике, численные методы решения уравнений Максвелла. В результате проведенной работы выполнено аналитическое решение уравнений Максвелла в радиально неоднородных бианизотропных средах со сферической и цилиндрической симметрией; построена теория рассеяния электромагнитных волн многослойными неоднородными бианизотропными частицами; развита теория расчета коэффициентов рассеяния Ми для радиально неоднородных бианизотропных рассеивателей и изучен эффект направленного света для них; рассчитаны оптические силы, действующие на неоднородные частицы, и динамика наночастиц в поле фотонной наноструи; ослаблены требования на безградиентный притягивающий непараксиальный волновой пучок за счет цилиндрической формы рассеивателя; теоретически предсказана квантовая тянущая сила со стороны пучка волн материи и изучены ее свойства для случаев коротко- и дальнодействующих потенциалов; предложено операторное приближение эффективной среды, учитывающее эффекты пространственной дисперсии и объясняющее нарушение приближения Максвелла - Гарнетта; описаны особенности распространения поверхностных волн на границе раздела многослойной структуры с помощью операторного приближения эффективной среды; обнаружен эффект усиления пропускания за счет ослабления отражения в многослойных системах с поглощающими и усиливающими слоями; обнаружен эффект замыкания направления излучения светового импульса при нарушении РТ-симметрии в резонансных средах. Результаты исследования изданы в международных научных журналах (6 статей опубликованы и 3 направлены в журналы), в республиканских журналах (3 статьи опубликованы и 1 направлена), в сборниках трудов международных конференций (6 работ), сделано 11 выступлений на международных конференциях.