Šíření elektromagnetických vln podél strukturovaných povrchů, jakými jsou difrakční mřížky a na nich založené fotonické a plazmonické struktury nelze popisovat standardní Fresnelovou či Fraunhoferovou difrakcí. Je nutné namodelovat přesné rozložení blízkého elektro-magnetického pole, a v případě kovových nanostruktur rovněž odezvu vodivého materiálu na elektrické pole, které indukuje povrchovou plazmonovou rezonanci. Ke správné analýze povrchových procesů je potřeba vytvořit vhodné zobrazení prostorového rozložení jednotlivých optických parametrů, jakými jsou složky elektrického (či magnetického) pole, jeho amplituda a fáze, prostorová rotace vektoru pole vlivem materiálové či tvarové anizotropie, případně prostorové rozložení elektrického proudu neboli volných (Drudeho) elektronů tvořících povrchovou plazmonovou rezonanci.
Cílem projektu bude seznámit se s popisem polarizovaného světla v rámci vektorové vlnové optiky, jeho lokální interakce s materiály tvořícími nanostruktury, a vhodné zobrazování této interakce pomocí vektorových grafů a/nebo barevných map. Konkrétně bude graficky zobrazována povrchová plazmonová elektromagnetická vlna šířící se podél reliéfního rozhraní kovové sinusoidální mřížky a pohyb volných elektronů podél sinusoidálního rozhraní. Studentovi bude dán k dispozici software umožňující modelování rozložení tohoto pole.
Seznam odborné literatury
R. M. A. Azzam, N. M. Bashara, Ellipsometry and Polarized Light (North-Holland, Amsterdam 1977).
E. G. Loewen, E. Popov: Diffraction Gratings and Applications (CRC Taylor & Francis, N.Y. 1997).
Vybraný soubor původních prací týkajících se tématu. K dispozici u vedoucího projektu.
Předběžná náplň práce
Elektromagnetické světlo v těsné blízkosti difrakční mřížky nelze popisovat Fresnelovou či Fraunhoferovou difrakcí. Cílem projektu bude využít simulační program (daný řešiteli k užívání) k simulacím prostorového rozložení světla či proudění volných elektronů na vybraných nanostrukturách a zobrazit toto rozložení co nejvhodněji.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Electromagnetic light in the close vicinity of a diffraction grating cannot be described by Fresnel or Fraunhofer diffraction. The aim of the project is to use a simulation software (given to the student for use) to simulations of the spatial distribution of light or the flowing of free electrons on selected nanostructures and to display this deistribution most appropriately.