Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Взаимодействие низкоэнергетического лазерного излучения с гетерогенными средами на основе растворов органических красителей и металлических наноструктур

Диссертация: Взаимодействие низкоэнергетического лазерного излучения с гетерогенными средами на основе растворов органических красителей и металлических наноструктур
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Г л и и и новый раздел физическои оптики, который в зарубежной литературе получил название «random lasers» — случайные лазеры. По физике процессов и методам исследования задачи этого раздела смыкаются с задачами о локализации света и фотонных кристаллах. Безрезонаторная генерация света в сильно рассеивающей усиливающей среде была предсказана в 1967 г. В. С. Летоховым, а в 1986 г. этот эффект был… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ И ГЕНЕРАЦИЯ СВЕТА В РАСТВОРАХ КРАСИТЕЛЕЙ С НАНОСТРУКТУРАМИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
    • 1. 1. Оптические резонансные свойства металлических наноструктур
      • 1. 1. 1. Эффект размера
      • 1. 1. 2. Эффекты формы
    • 1. 2. Оптические поля вблизи поверхности наноструктур
      • 1. 2. 1. Отдельные металлические частицы
      • 1. 2. 2. Поверхностные плазмонные резонансы в металлах
      • 1. 2. 3. Агрегаты металлических наночастиц
    • 1. 3. Фотопроцессы вблизи металлических наноструктур
      • 1. 3. 1. Усиление комбинационного рассеяния
      • 1. 3. 2. Люминесценция вблизи наноструктур
      • 1. 3. 3. Суперлюминесценция в среде с металлическими наноструктурами
      • 1. 3. 4. Эффект «random lasers»
  • Выводы к главе 1
  • ГЛАВА 2. ВЫНУЖДЕННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ В АКТИВНЫХ СРЕДАХ С НАНОЧАСТИЦАМИ
    • 2. 1. Индуцированная люминесценция молекул в ближнепольном резонаторе
    • 2. 2. Коэффициент усиления оптического излучения в композите «органический краситель — металлические наночастицы»
    • 2. 3. Средняя длина свободного пробега фотона в системе наночастиц Ag, Zn, Ni, Al, Си
    • 2. 4. Модель развития генерации в системе «краситель — металлические наночастицы»
  • Выводы к главе 2
  • ГЛАВА 3. РАССЕИВАЮЩИЕ СВОЙСТВА АГРЕГАТОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ
    • 3. 1. Оптические характеристики изотропных гетерогенных сред на основе металлических наночастиц
      • 3. 1. 1. Оптические характеристики объемных металлов
      • 3. 1. 2. Оптические характеристики изотропных гетерогенных сред на основе наночастиц
  • , Ъъ, А1, Си
    • 3. 2. Рассеивающие свойства сферически-агрегированных наночастиц Ag, Хп, №, А1, Си
      • 3. 2. 1. Элементы теории Ми
      • 3. 2. 2. Спектральные свойства массивных наночастиц
      • 3. 2. 3. Рассеивающие свойства сферически агрегированных наночастиц
  • Выводы к главе 3
  • ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ РАСТВОРОВ КРАСИТЕЛЯ РОДАМИН 6Ж С НАНОСТРУКТУРАМИ
    • 4. 1. Схема эксперимента
    • 4. 2. Спектры генерации растворов родамин 6Ж концентрацией 10″ моль/л с примесями наноструктур
    • 4. 3. Спектры свечения растворов родамин 6Ж концентрацией 10″ моль/л с примесями наноструктур
    • 4. 4. Суперлюминесценция в композитах «раствор родамина 6Ж -наночастицы серебра» при облучении наносекундными лазерными импульсами
  • Выводы к главе
  • ГЛАВА 5. ДИНАМИКА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ ИНТЕНСИВНОСТИ ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА, ПРОШЕДШЕГО СЛОЙ ЖИДКОСТИ С НАНО- И МИКРОЧАСТИЦАМИ
    • 5. 1. Трансформация оптических свойств канала маломощного лазерного пучка в средах с нано- и микрочастицами
    • 5. 2. Математическое моделирование пространственно-временных профилей температуры коллоидных растворов
    • 5. 3. Численное моделирование динамики пространственного распределения интенсивности лазерного пучка
  • Выводы к главе 5

Взаимодействие низкоэнергетического лазерного излучения с гетерогенными средами на основе растворов органических красителей и металлических наноструктур (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

исследования.

Одной из важнейших задач лазерной физики является создание высокоэффективных лазерных сред. В этом плане весьма многообещающим является направление, связанное с исследованием активных сред, представляющих собой композиты, составленные из лазерно-активных молекул и наноструктур различных материалов. В настоящее время исследования лазерного эффекта в случайно-неоднородных средах образуют.

— г л и и и новый раздел физическои оптики, который в зарубежной литературе получил название «random lasers» — случайные лазеры. По физике процессов и методам исследования задачи этого раздела смыкаются с задачами о локализации света и фотонных кристаллах. Безрезонаторная генерация света в сильно рассеивающей усиливающей среде была предсказана в 1967 г. В. С. Летоховым [1], а в 1986 г. этот эффект был впервые экспериментально продемонстрирован В. М. Маркушевым на порошках кристаллов, содержащих редкоземельные ионы [2]. В последние годы наблюдается новый всплеск интереса к данной проблеме: лазерная генерация была продемонстрирована для растворов красителя, содержащего сильно рассеивающие частицы ТЮ2 [3, 4], порошков ZnO [5−7] и красителей в различных полимерных матрицах с наночастицами различных материалов.

Лазерные активные среды на базе композитов «активные молекулынаночастицы» представляют интерес прежде всего потому, что пороги вынужденного излучения в этих средах значительно ниже, чем в активных средах без наночастиц. Этот факт открывает широкие перспективы для создания высокоэффективных лазерных микроизлучателей оптического диапазона. В настоящее время существуют две концепции объяснения физических механизмов понижения порогов вынужденного излучения в таких средах, на которых строится классификация этих сред.

Лазерные активные среды на базе композитов «активные молекулы наночастицы» по типу используемых наночастиц можно разделить на два класса: активные среды с наночастицами, обладающими в используемом спектральном диапазоне выраженными плазмонно-резонансными свойствами и активные среды с наночастицами, не проявляющими указанных свойств (плазмонные резонансы этих наночастиц не совпадают с частотой излучения накачки и люминесценции лазерно-активных молекул), зато обладающие сильными рассеивающими свойствами. Соответственно, физические причины уменьшения порогов генерации в этих двух классах композитов трактуются по-разному. Для первого класса композитов уменьшение порогов объясняется значительным, до нескольких порядков, увеличением локальных оптических полей накачки вблизи поверхности наночастиц (и, соответственно, увеличением числа возбужденных активных молекул) в случае реализации плазмонного резонанса. В видимом диапазоне плазмонными резонансами обладают наночастицы золота, серебра, меди и некоторых соединений редкоземельных металлов. Этот факт существенно ограничивает спектральные возможности микроизлучателей, создаваемых на основе эффекта плазмонного резонанса. Для второго класса нанокомпозитов причиной уменьшения порогов принято считать увеличение времени взаимодействия фотонов вторичного излучения в возбужденной активной среде вследствие эффекта многократного светорассеяния на наночастицах. При этом, чем больше времени находится свет в активной среде, тем больше коэффициент усиления вынужденного излучения. Такой режим наиболее эффективно реализуется при диффузном рассеянии, но при этом в рассеивающей среде существенно падает уровень оптической накачки.

Теоретические расчеты, выполненные различными группами исследователей, показывают, что применение агломерированных наночастиц во-первых, расширяет спектр плазмонного резонанса частиц, во-вторых, приводит к повышению интенсивности локальных оптических полей вблизи поверхности наноагрегатов. Однако агрегирование наночастиц приводит к увеличению их размеров и, следовательно, к увеличению их рассеивающих свойств, что может негативно сказаться на эффективности возбуждаемого вынужденного излучения (суперлюминесценции в случае использования лазерных красителей).

Очевидно, что для создания эффективной лазерно-активной среды должны быть выбраны оптимальные соотношения таких параметров системы «излучающие молекулы — наночастицы» как концентрация красителя, концентрация наночастиц, материал и морфология наночастиц, величина возбуждаемого объема рабочей смеси. К моменту начала работы над диссертацией в литературе практически отсутствовали теоретические описания процессов вынужденного излучения (суперлюминесценции) в таких лазерно-активных средах как композиции растворов органических красителей и наноразмерных кластеров. Это обстоятельство делало весьма актуальной работу по теоретическим и экспериментальным исследованиям характеристик вынужденного излучения в рассматриваемых средах. Цель диссертационной работы: повышение эффективности суперлюминесценции суспензий агрегатов металлических наночастиц в этаноле, допированных лазерным красителем.

Для достижения поставленной цели в процессе выполнения работы решались следующие задачи:

1. Рассчитать оптические характеристики (показатель преломления и показатель поглощения) изотропных гетерогенных сред на основе металлических наночастиц из Ъп, N1, А1, Си помещенных в диэлектрическую среду.

2. Путем численного моделирования оценить рассеивающие свойства агрегатов наночастиц из А^, N1, А1, Си в зависимости от размера агрегата, степени его заполнения наночастицами и материала наночастиц.

3. Экспериментально исследовать спектрально-энергетические характеристики свечения раствора родамин 6Ж в этаноле с внедренными в него наноструктурами из А§-, Ъ, N1, А1.

4. Экспериментально и теоретически исследовать проявление.

— J нелинейных эффектов при прохождении низкоинтенсивного (< 2,5 Вт/см) непрерывного лазерного излучения (1 = 532 нм) через тонкий (102−104 мкм) слой наноколлоидной среды. Методы исследования.

При решении поставленных в работе задач использовались: теория эффективной среды в приближении Клаузиуса-Моссоттитеория рассеяния плоской волны на шаре Г. Миа также метод физического эксперимента. Для теоретического описания проявления нелинейных эффектов при прохождении низкоинтенсивного непрерывного лазерного излучения через тонкий слой наноколлоидной среды использовался дифракционный интеграл Кирхгофа в приближении оптически тонкой поглощающей среды с нелинейностью керровского типа, имеющей тепловую природу. Положения, выносимые на защиту:

1. В диапазоне длин волн, соответствующих полосе поглощения и полосе люминесценции родамина 6Ж, показатель преломления и показатель поглощения гетерогенной среды на основе наночастиц Ag, Zn, Ni, AI, Си в этаноле отличаются не более, чем на 30% при изменении фактора заполнения от 0,02 до 0,35. При увеличении фактора заполнения от 0,35 до 0,7 показатель преломления среды на основе наночастиц серебра резко возрастает (до ~ 13 при / = 0,68), превышая показатели преломления сред на основе других металлов приблизительно в 13 раз для меди и в 3 раза для Zn, Ni, AI.

С увеличением фактора заполнения показатели поглощения гетерогенных сред на основе наночастиц Zn, Ni в этаноле монотонно возрастают до значения ~ 1,8 (Zn, Ni), в то время как показатель поглощения среды на основе серебра резко возрастает до ~ 13 (при/ ~ 0,7). Наименьший показатель поглощения (< 0,3) в гетерогенных средах на основе алюминия.

2. При одинаковых размерах агрегатов (а ~ 100 нм) из наночастиц средним диаметром ~ 5 нм на длине волны X — 550 нм, максимальные значения сечения рассеяния (SpaCc.) и сечения поглощения (S1I0IJI.) составляют: для Ag — Spacc. ~ 3,3−10″ 9 cm², Snora. ~ Ю" 10 см2- для A1 — Spacc. ~ 3,0−10″ 9 cm², Snora. ~ 2,5−10″ 10 см² и реализуются при факторе заполнения/ ~ 0,40- для Ni — Spacc.

Q 9 /О 9 3,0−10″ см, Snora. ~ 6,0−10″ см — при факторе заполнения/ ~ 0,57- для Zn q о i л л.

Spacc. ~ 3,5−10″ cM, Snora."5,0−10- см — при факторе заполнения / = 0,62.

3. Внедрение в раствор красителя Р6Ж с концентрацией 10~2 моль/литр наночастиц серебра средним диаметром ~ 5 нм приводит к понижению порога суперлюминесценции на порядок величины.

4. Проявление нелинейных эффектов при прохождении низкоинтенсивного (< 2,5 Вт/см2) непрерывного лазерного излучения (Я = 532 нм) через тонкий (102−104 мкм) слой наноколлоидной среды обусловлено тем, что в зоне воздействия пучка за время порядка нескольких секунд возникает прогрессирующий к оси пучка отрицательный фазовый сдвиг, который действует на проходящее излучение подобно дефокусирующей аберрационной линзе.

Достоверность и обоснованность научных положений и полученных результатов:

Достоверность и обоснованность результатов расчета оптических характеристик гетерогенных сред, а также сечения рассеяния и сечения поглощения агрегатов наночастиц, обеспечивается известными методами расчетов [8−11] и апробированными программными продуктами, а также хорошим совпадением представленных в работе теоретических результатов с экспериментальными данными и данными исследований других авторов, выполненных при схожих условиях [8, 9, 12, 13].

Результаты исследования спектрально-энергетических характеристик раствора Р6Ж с наночастицами металлов не противоречат результатам других авторов [12, 13].

Достоверность результатов исследования нелинейных эффектов при прохождении низкоинтенсивного непрерывного лазерного излучения через тонкие слои наноколлоидной среды подтверждается согласием (от полного совпадения до 10% различия) с экспериментальными результатами.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые рассчитаны оптические характеристики (показатель преломления и показатель поглощения) лазерно-активных сред на основе раствора родамина 6Ж в этаноле с внедренными в него наноструктурами цинка, никеля и алюминия.

2. В видимом диапазоне длин волн рассчитаны сечения рассеяния и сечения поглощения сферически агрегированных наночастиц А1, №, Ъл в этанольном растворе родамина 6Ж при изменении размеров агрегатов от 50 до 250 нм и изменении фактора их заполнения от 0,02 до 0,7.

3. Впервые получена суперлюминесценция в этанольном растворе родамина 6Ж с агрегированными наночастицами А1, N1, Ъп при возбуждении импульсами наносекундной длительности.

4. Выявлен, теоретически описан и экспериментально подтвержден механизм проявления нелинейных эффектов при прохождении низкоинтенсивного (< у 2.

2,5 Вт/см) непрерывного лазерного излучения (X = 532 нм) через тонкие (10 -104 мкм) слои наноколлоидной среды. Научная ценность исследования:

1. В видимом диапазоне длин волн вычислены оптические характеристики композитов на основе наночастиц Ag, Ъъ., №, А1 в этаноле в широком (от 0,02 до 0,7) интервале изменения фактора заполнения, которые могут служить справочным материалом.

2. Рассчитанные сечения рассеяния и сечения поглощения сферически агрегированных наночастиц из Хп, N1 и А1, частота плазмонного резонанса которых не попадает в полосу поглощения и полосу люминесценции родамина 6Ж, позволяют использовать их в математических моделях при оценках влияния степени агрегации наночастиц указанных материалов на спектрально-энергетические характеристики растворов органических красителей, а также в инженерных расчетах при разработке новых лазерно-активных сред.

3. Наночастицы Ъъ, N1 и А1 (частота плазмонного резонанса которых не попадает в полосу поглощения и полосу люминесценции родамина 6Ж), внедренные в раствор органического красителя могут служить не только поглотителями (ослабителями излучения), но и понижать порог генерации. 4. На длине волны Я = 532 нм наноколлоидные среды на основе металлических наночастиц проявляют нелинейные свойства показателя у преломления при интенсивности зондирующего излучения < 2,5 Вт/см, что на несколько порядков меньше, чем в большинстве известных материалов не содержащих наночастицы [14]. Практическая ценность исследования.

Практическая ценность диссертации в том, что используемые в работе подходы для расчета оптических характеристик композитов на основе наночастиц Al, Ag, Ni, Zn и найденные решения могут найти применение при создании эффективных и экономичных лазерных сред, прежде всего потому, что пороги вынужденного излучения в таких средах значительно (на порядок величины) ниже, чем в активных средах без наночастиц.

Результаты экспериментальных исследований взаимодействия лазерного излучения с агрегатами металлических наночастиц, помещенных в лазерно-активную среду, могут найти применение при создании высокоэффективных микроизлучателей и преобразователей оптического диапазона на основе механизма «random lasers».

Исследования нелинейных эффектов при прохождении низкоинтенсивного лазерного излучения слоя наноколлоидной среды могут найти практическое применение при создании оптических ограничителей для защиты фотосенсоров и при расчетах нанолазеров. Апробация и внедрение результатов исследования:

Основные результаты работы обсуждались на научных семинарах в Томском государственном университете и на конференциях различного уровня: VIII Int. Conf. «Atomic and Molecular Pulsed Lasers» (Tomsk, 2007), The 9-th Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technologies.

Tomsk, 2008), IX Int. Conf «Atomic and molecular pulsed lasers» (Tomsk, 2009),.

16-th International conference modern technique and technologies (Tomsk, 2010), Региональная конференция «Наука и образование: проблемы и перспективы» (Бийск, 2010), 16-th International conference modern technique and technologies (Tomsk, 2010).

Результаты данной работы являются частью научных исследований в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009;2013 годы, мероприятие 1.2.2 «Проведение научных исследований научными коллективами под руководством кандидатов наук» ГК № П367 от 30.06.2009 г.- госбюджетной тематики «Исследование спектрально-энергетических характеристик активных лазерных сред на основе наноструктур» (№ 1 200 903 811, 2009;2011 гг.) — «Изучение механизмов флуоресценции и лазерной генерации в композитах „органический краситель-наночастицы“ для создания эффективных излучателей и преобразователей частоты оптического диапазона» (№ 1 201 053 169, 2009;2011 гг.). Публикации:

Основные результаты диссертации опубликованы в 16 печатных работах, в том числе 5 в журналах из списка ВАК. Личное участие автора.

Все приведенные в диссертации результаты получены автором лично, либо при его непосредственном участии. Результаты экспериментальных исследований получены совместно с к. ф.-м. н. Земляновым Ал.А., магистрантом Харенковым В. А. и инженером Красиловым М. Н. Результаты, приведенные в пятой главе, получены совместно с д. ф.-м. н. Ю. Э. Гейнцем.

Структура и объём диссертации:

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Материал изложен на 127 страницах, содержит 38 рисунков, 1 таблицу и библиографический список из 141 наименований.

Выводы к главе 5.

В результате исследования временной динамики интенсивности оптического поля в дальней зоне дифракции гауссовского лазерного пучка, прошедшего тонкий слой коллоидного раствора, показано, что в плоскости наблюдения формируется динамическая дифракционная структура поля, состоящая из нескольких соосных светлых и темных колец, диаметр и число которых увеличиваются с течением времени наблюдения и варьируют в зависимости от типа и концентрации коллоидного раствора. Устойчивая дифракционная картина с неизменным количеством колец формируется на экране за времена порядка нескольких секунд с момента включения лазерного излучения. Число образующихся колец прямо пропорционально оптической толще коллоидной среды и мощности светового пучка.

Наночастицы коллоидного серебра выступают в роли эффективно поглощающих свет центров, которые за счет теплопроводности прогревают жидкую основу коллоида, приводя к появлению градиента температуры по сечению лазерного пучка. Поскольку термо-оптическая нелинейность жидкости понижает показатель преломления там, где температура среды выше, то в зоне воздействия пучка возникает прогрессирующий к центру отрицательный фазовый сдвиг, который действует на проходящее излучение подобно дефокусирующей аберрационной линзе и приводит к формированию наблюдаемых в дальней зоне колец.

На основе аналитического решения одномерного (в цилиндрических координатах) уравнения теплопроводности однородной среды с тепловым источником, обусловленным линейным поглощением света, рассчитаны пространственно-временные профили приращения температуры коллоидных растворов серебра. Для определения структуры дальнего поля был использован интеграл Кирхгофа в приближении дифракции Фраунгофера. Это позволило получить оценочные выражения, которые связали число светлых колец в плоскости наблюдения, а также угловой размер всей дифракционной картины с теплофизическими характеристиками жидкой основы, удельной долей золя и параметрами лазерного пучка [138−141].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. В видимом диапазоне длин волн вычислены оптические характеристики (показатель преломления и показатель поглощения) изотропных гетерогенных сред на основе металлических наночастиц из Ag, Ъа, N1, А1, Си различной концентрации, помещенных в диэлектрическую среду (раствор этанола).

2. В видимом диапазоне длин волн рассчитаны сечения рассеяния и сечения поглощения сферически агрегированных наночастиц А1, Ag, Ъп в этанольном растворе родамина 6Ж при изменении размеров агрегатов от 20 до 250 нм и изменении фактора их заполнения от 0,02 до 0,7.

3. Впервые получена суперлюминесценция в этанольном растворе родамина 6Ж с агрегированными наночастицами А1, N1, Ъсу при возбуждении импульсами наносекундной длительности.

4. Дана теоретическая интерпретация экспериментальных результатов прохождения непрерывного лазерного луча слабой интенсивности через слои коллоидных растворов с точки зрения теплового самовоздействия лазерного излучения в поглощающей среде.

5. В результате анализа прохождения непрерывного лазерного луча слабой интенсивности через слои различных типов металлических коллоидных растворов подробно исследована временная динамика и структурные характеристики дифракционной картины, формирующейся в дальнем поле излучения.

6. Проведено теоретическое описание теплового самовоздействия лазерного излучения в поглощающей среде с использованием дифракционного интеграла Кирхгофа в приближении оптически тонкой поглощающей среды с нелинейностью керровского типа, имеющей тепловую природу.

В заключение автор диссертационной работы считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность научному руководителю Алексею Анатольевичу Землянову за предложенную интересную и актуальную тему исследований и помощь в работе, искреннюю признательность научному консультанту доктору физико-математических наук Донченко Валерию Алексеевичу за помощь и поддержку на всех этапах работы, доктору физико-математических наук Юрию Эльмаровичу Гейнцу за тесное и плодотворное сотрудничество при проведении исследований и полезные обсуждения полученных результатов. Автор благодарит магистранта Харенкова Владимира Александровича и инженера Красилова Михаила Николаевича за помощь в проведении экспериментов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В. С. Генерация света рассеивающей средой с отрицательным резонансным поглощением // ЖЭТФ. 1967. — Т. 53. — С. 1442.
  2. V.M., Zolin V.F. & Briskina Ch. M. Powder laser // Zh. Prikl. Spektrosk. 1986. — V. 45. — P. 847−850.
  3. Hirakawa E., Kamat P. V. Charge separation and catalic activity of Ag @ ТЮ2 core-shell composite clusters under UV-irradiation // J. Am. Chem. Soc. 2005. -V. 127(11).-P. 3928.
  4. Л.М. Рассеяние и усиление света в слое нематического жидкого кристалла // Письма в ЖЭТФ. 2008. — Т. 88, № 3. — С. 189−193.
  5. М.В. Лазерное излучение в случайно-неоднородных средах на основе ZnO при наносекундном возбуждении: Дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.03. Москва, 2007. — 97 с.
  6. Cao Н., Zhao Y.G., Liu X., Seelig E.W., Chang R.P.H. Effect of external feedback on lasing in random media // Appl. Phys. Lett. 1999. — V. 75, № 9. — P. 1213−1215.
  7. Cao H., Xu J.Y., Zhao Y.G., Chang D.Z., and et. Spatiol confinement of laser light in active random media // Phys. Rev. Lett. 2000. — V. 84, № 24. — P. 55 845 587.
  8. A.H., Проценко И. Е. Высокий показатель преломления и другие оптические свойства гетерогенных сред // Письма в ЖЭТФ. 2000. -Т. 72.-С. 641−646.
  9. А.Н., Проценко И. Е. Оптические свойства гетерогенных сред // Квантовая электроника. 2001. — Т. 31, № 3. — С. 252−246.
  10. А.П., Бабенко В. А., Кузьмин В. Н. Рассеяние и поглощение света неоднородными и анизотропными сферическими частицами. Мн.: Наука и техника, 1984. — 263 с.
  11. А. В. Резонансное рассеяние электромагнитных волн сферическими частицами: Дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.03. Москва, 2009.- 178 с.
  12. Sha W.L., Liu С. H., Alfano R.R. Spectral and temporal measurements of laser action of Rhodamine 640 dye in strongly scattering media // Opt. Let. 1994. — № 19.-P. 1922−1924.
  13. Sarychev V.M., Shalaev V.M. Nonlinear optics of random metal-dielectric films // Physical Review B. -1998. Vol. 57, № 20. — P. 13 265−13 287.
  14. Ganeev R. A., Ryasnyansky A. I., Kamalov Sh. R., Kodirov M. K., Usmanov T. Nonlinear susceptibilities, absorption coefficients and refractive indices of colloidal metals // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. — V. 34. — P. 1 602 611.
  15. Bohren C., Yuffman D. Absorption and Scattering of Light by Small Particles //Wiley, New York. 1983.
  16. В. С. Поверхностные поляритоны и плазмоны: спонтанное излучение атома вблизи тела малого размера // Препринт ФИАН, Москва, 2006.-№ 3.-15 с.
  17. В. С. Субволновая фокусировка света с помощью поверхностных плазмонов // Препринт ФИАН, Москва, 2006. № 27. — 8 с.
  18. JI.A. Оптические свойства наночастиц золота и серебра в связи с задачами биодиагностики: Авт. Дис. канд. физ.-мат. наук. Саратов, 2007.
  19. Nanophotonic with Surfaqce Plasmons / eds. V.M. Shalaev, S. Kawata. -Elsevier, 2007.
  20. P. А., Понявина A. H. Влияние размеров металлических наночастиц на локальное поле вблизи их поверхности // ЖПС. 2008. — Т. 75, — № 6. — С. 831−837.
  21. Р. А., Понявина А. Н., Филиппов В. В. Усиление локального поля вблизи сферических наночастиц в поглощающей среде // ЖПС. 2009. — Т. 76, № 5.-С. 746−751.
  22. О. С., Стрекаль Н. Д., Артемьев М. В. и др. Увеличение чувствительности флуоресцентного анализа с использованием островковых пленок серебра на примере альбумина, меченного флуоресцеинизотиоционатом // ЖПС. 2006. — Т. 73, № 6. — С. 797−800.
  23. А. Е., Гачко Г. А. Зависимость усиления ГКР и флуоресценции от расстояния между адсорбируемой молекулой и металлической поверхностью // ЖПС. 2001. — Т.68, № 6. — С. 758−760.
  24. Sonnichsen С., Franzi Т., Wilk Т., von Plessen G., Feldmann J. Plasmon resonances in large noble-metal clasters // New Journal of Physics 2002. — Vol. 4.-P. 93.
  25. Nilius N., Ernst N., Freund H.-J. Photon Emission Spectroscopy of Individual Oxide-Supported Silver Clusters in the STM // Phys. Rev. Let. 2000. — Vol. 84. -P. 3994.
  26. Gotz Т., Hoheisel W., Vollmer M., Trager F. Observation of strong optical absorption at the surface of small particles // Z. Physik D. 1995. — Vol. 33. — P. 133.
  27. Parks J. H., McDonald S. A. Evolution of the collective-mode resonance in small adsorbed sodium clusters // Phys. Rev. Lett. 1989. — Vol. 62. -P. 2301.
  28. M. Scharte, R. Porath, T. Ohms, M. Aeschlimann, J.R. Krenn, H. Ditlbacher, F.R. Aussenegg, A. Liebsch. Do Mie Plasmons have a longer lifetime on resonance than off-resonance? // Appl. Phys. B. 2001. — Vol. 73. — P. 305.
  29. Sonnichsen C., Franzi Т., Wilk Т., von Plessen G., Feldmann J., Wilson O., Mulvaney P. Drastic Reduction of Plasmon Damping in Gold Nanorods // Phys. Rev. Lett. 2002. — Vol. 88. — P. 77 402.
  30. M. В., Volkov V., Link S., El-Sayed M. A. The lightning gold nanorods: fluorescence enhancement of over a million compared to the gold metal // Chem. Phys. Lett. 2000. — Vol. 317. P. 517−523.
  31. О. А. Гигантские нелинейно-оптические явления на поверхности металлов // Соросовский образовательный журнал. 2001. — Т. 7, № 7. — С. 109−116.
  32. Kottmann J. P., Martin O. J. F., Smith D. R., Schultz S. Spectral response of plasmon resonant nanoparticles with a non-regular shape // Optics Express 2000. -Vol. 6,№ 11.-P.213.
  33. Д. Диэлектрики, полупроводники, металлы. М.: Мир, 1969. — 648 с.
  34. К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 662 с.
  35. Ehrenreich Н., Philipp Н. R., Segall В. Optical properties of Al. // Phys. Rev. -1963. Vol. 132, № 5. — P. 1918−1928.
  36. Kreibig U., Fragstein C.V. The limitation of electron mean free path in small silver particles // Z. Physik. A. 1969. — Vol. 224, № 14. — P. 3513−3538.
  37. H. Г., Богатырев В. А., Дыкман JI. А, Мельников А. Г. Спектральные свойства коллоидного золота // Оптика и спектроскопия. -1996. Т. 80, № 1. — С. 128−137.
  38. Pinchuk A., von Plessen G., Kreibig U. Influence of interband electronic transitions on the optical absorption in metallic nanoparticles // J. Appl. Phys. D. -2004. Vol. 37. — P. 3133.
  39. Yu. E. Geints, A. A. Zemlyanov, and E. K. Panina. Optics and spectroscopy nanophotonics of isolated spherical particles // Russian Physics Journal. 2010. -Vol. 53, № 4.-P. 410−420.
  40. Ю. Э., Землянов А. А., Зуев В. E., Кабанов A. M., Погодаев В. A. Нелинейная оптика атмосферного аэрозоля. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 1999.-260 с.
  41. S. М. Nie, S. R. Emory. Probing Single Molecules and Single Nanoparticles by Surface-Enhanced Raman Scattering // Science. 1997. — Vol. 275, № 5303. — P. 1102.
  42. A.H. Электричество и магнетизм. M.: Высшая школа, 1983. -256 с.
  43. B.C., Франценссон А. В. Наноструктуры в лазерном эксперименте // Квантовая электроника. -2001. Т. 31, № 2. — С. 120−126.
  44. Е.А. Дифракция электромагнитных волн на двух телах Минск: Наука и техника, 1968. — 189 с.
  45. М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970. — 856 с.
  46. Д.В., Климов В. В. Свойства спонтанного излучения атома, расположенного вблизи кластера из двух сферических наночастиц // Квантовая электроника. 2005. — Т. 35. — С. 861−865.
  47. В.В., Гузатов Д. В., Оптические свойства атома в присутствии кластера из двух наносфер // Квантовая электроника. 2007. — Т. 37. — С. 209 230.
  48. .М. Процессы в плазме и газах с участием кластеров // УФН. -1997. Т. 167, № 11. — С. 1169−1200.
  49. В.П., Перминов С. В., Раутиан С. Г., Сафонов В. П. Гигантская нелинейная оптическая активность в агрегированном нанокомпозите серебра // Письма в ЖЭТФ. 1988. — Т. 68, № 8. — С. 618−622.
  50. Д.В., Котляр В. В. Моделирование прохождения света в массивах металлических наностержней // Компьютерная оптика. 2008. — Т. 32, № 4. — С. 337−342.
  51. Гигантское комбинационное рассеяние. Под ред. Р. Ченга и Т. Фуртака. -М.: Мир. 1984.-408 с.
  52. Н. Xu, J. Aizpurua, М. Kali, and P. Apell. Electromagnetic contributions to single-molecule sensitivity in surface-enhanced Raman scattering // Phys. Rev. E. -2000.-Vol. 62.-P. 4318.
  53. K. Kneipp, H. Kneipp, I. Itzkan, R.R. Dasari, M.S. Feld. Ultrasensitive Chemical Analysis by Raman Spectroscopy // Chem. Rev. 1999. — Vol. 99. — P. 2957.
  54. A.M. Michaels, J. Jiang, L. Brus. Ag Nanocrystal Junctions as the Site for
  55. Surface-Enhanced Raman Scattering of Single Rhodamine 6G Molecules as. // J. Phys. Chem. B. 2000. — Vol. 104. P. 11 965.
  56. H. Xu, E.J. Bjemeld. M. Kail, L. Borjesson. On cavity-and-surface enhanced Raman scattering from metamaterial shells // Phys. Rev. Lett. 1999. — Vol. 83. -P. 4357.
  57. V.A. Markel, V.M. Shalaev, P. Zhang, W. Huynh, L. Tay, T.L. Haslett, M. Moskovits. Near-field optical spectroscopy of individual surface-plasmon modes in colloid clusters // Phys. Rev. B. 1999. — Vol. 59. — P. 10 903
  58. Ю.Э., Драчев В. П., Перминов C.B., Сафонов В. П. Нелинейность коэффициентов преломления и поглощения металлических фрактальных кластеров в коллоидных растворах // Известия Академии Наук, серия физическая. 1996. — Т. 60, № 3. — С. 18−22.
  59. Ю.Э., Раутиан С. Г., Сафонов В. П. Взаимодействие фрактальных кластеров серебра с мощным излучением: поглощение, обращение волнового фронта, фотомодификация // Известия Академии Наук, серия физическая. 1996. — Т. 60, № 3. — С. 56−64.
  60. Ю.Э., Маркель В. А., Сафонов В. П. Поглощение света случайными серебряными кластерами // Оптика атмосферы и океана. 1993. -Т. 6, № 11.-С. 1436 -1443.
  61. А. М., Liao P. F., Bergman J. G., Olson D. H. Interaction of metal particles with adsorbed dye molecules: absorption and luminescence // Opt. Lett. -1980.-№ 5.-P. 368.
  62. Г., Чен С. И. Комбинационное рассеяние и люминесценция молекулами, адсорбированными на металлических островковых пленках, /из кн. Гигантское комбинационное рассеяние/ Под ред. Ченга Р. И Фуртака Т. -М.: Мир.- 1984.-408 с.
  63. В. А., Горлов Р. В. Плазмонный резонанс в сплошных серебряных электрохимических и химических пленках и его проявление в спектрах флуоресценции молекул родамина 6Ж в тонких пленках поливинилового спирта // Известия КГТУ 2011. — № 20 — С. 37−41.
  64. В. В., Слежкин В. А., Горлов Р. В., Самусев И. В. Перенос энергии плазмонного резонансв с шероховатых серебряных пленок на молекулы родамина 6Ж в пленке поливинилового спирта // Казанская наука. /Сб. статей № 4/. Казань 2011. — 256 с.
  65. И.А., Франкевич E.J1. Влияние магнитных полей на фотопроцессы в органических твердых телах // УФН. 1973. — Т. 111, № 2. -С. 261−288.
  66. Г. П., Севченко А. И., Соловьев К. Н. Спектроскопия порфиринов // УФН. 1963. — Т. LXXIX, вып. 2.
  67. Hideki Fudjivara, Keiji Sasaki, basing of Microspere in Due Solution // Jpn. Appl. Phys.- 1999.-Vol. 38.-P. 5101−5104.
  68. Markushev V. M., Ryzhkov M. V., Briskina Ch. M. Characteristics properties of ZnO random lasers pumped by nanosecond pulses // Appl. Phys. B. 2006. -Vol. 84.-P. 333−337.
  69. В. M., Рыжков М. В., Брискина Ч. М. Спектры случайных лазеров на ZnO при наносекундной накачке // Квантовая электроника. 2007. — Т. 37, № 9.-С. 837−840.
  70. Noginov М.А., Vondrova М. and et. Spectroscopic studies of liquid solutions of R6G laser dye and Ag nanoprticle aggregates // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. -2005.-V. 7.-P. 219−229.
  71. A.H., Редькин A.H., Маковей З. И., Якимов Е. Е., Бартхоу К. Случайная лазерная генерация вертикальных наностержней ZnO // Физика и техника полупроводников. 2007. — Т. 41, № 6. — С. 730−734.
  72. Kim W., Safonov V. P., Shalaev V. M., Armstrong R. L. Enhancement of surface plasmons in an Ag aggregate by optical gain in a dielectric medium // Phys. Rev. Lett. 1999.-Vol. 82.-P. 4811.
  73. Gouedard C., Husson D., Sautered C. et al. Generstion of spatially incoherent short pulses in laser-pumped neodymium stoichiometric cristals and powders // J. Opt. Soc. Am. B. 1993. — Vol. 10. — P.2358.
  74. Armstrong R. L., Kim W. Т., Shalaev V. M., Safonov V. P. Fraktals in mikrocavities: giant coupled, multiplicative enhancement of optical responses // Phys. Rev. Lett. 1999. Vol. 82, № 24. — P. 4811−4814.
  75. Hideki Fudjivara, Keiji Sasaki. Lasing of Microsphere in Due Solution // Jpn. Appl. Phys. 1999.-V. 38.-P. 5101−5104.
  76. У. Излучение и шумы в квантовой электронике // М.: «Наука», 1972.-264 е.,
  77. Г. Т., Чаплин А. Ф. Возбуждение электромагнитных волн // М., Радио и связь, 1983. 322 с.
  78. GNU Scientific library, http://gsl.gnu.org.
  79. Справочник по специальным функциям. Под ред. М. Абрамовича и И. Стиган //М.: «Наука», 1979. 830 с.
  80. В.А., Землянов Ал.А., Панамарев Н. С., Юзефович А. В. О возможном механизме уменьшения порогов индуцированного излучения в лазерных красителях с наночастицами // Изв. вузов. Физика. 2008. — № 9/3. -С. 169−170.
  81. Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982.-620 с.
  82. В.А., Землянов Ал.А., Панамарев Н. С., Харенков В. А. Коэффициент усиления оптического излучения в композите «органический краситель металлические наночастицы» // Изв. вузов. Физика. — 2010. — № 9/3. — С. 73−74.
  83. С. В., Слабко В. В. Оптические и фотофизические свойствафрактально-структурированных золей металлов. Изд-во СО РАН, Новосибирск. -2003. — 265 с.
  84. . Г. Наночастицы металлов в водных растворах: электронные, оптические и каталитические свойства // Рос. Хим. Ж. 2001. — Т. XLV, № 3. -С. 20−30.
  85. JI. А., Тимошенко В. Ю., Кашкаров П. К. Оптические свойства нанокомпозитов на основе пористых систем // Успехи физических наук. -2007. Т. 177, № 6. — С. 619−638.
  86. А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т. 1, 2. М.:Мир. — 1981.
  87. Н.С., Землянов Ал.А., Харенков В. А. Средняя длина свободного пробега фотона в системе наночастиц неблагородных металлов // 16-th International conference modern technique and technologies. Tomsk. -2010.-C. 67−68.
  88. M.H., Землянов Ал.А., Панамарев Н. С. О формировании лазерного излучения в растворах красителей с металлическими наноструктурами // Научный форум «Молодежь и наука третье тысячелетие». — Красноярск. — 2006. — С. 146−148.
  89. Г. В., Розанов Н. Н., Ивченко Л. И., Федоров А. В., Баранов А. В., Бонч-Бруевич A.M., Вартанян Т. А., Пржибельский С. Г. Оптика наноструктур. Под редакцией А. В. Федорова: СПб «Недра», 2005 г. 326 с.
  90. Bauer М., Pawlik S., Aeschlimann М. Electron dynamics of aluminum investigated by means of time-resolved photoemission // SPIE. 1998. — Vol. 3272.-P. 201−210.
  91. Zhukov V. P., Chulkov E. V., Echenique P. M. Lifetimes and inelastic mean free path of low-energy excited electrons in Fe, Ni, Pt and Au: Ab initio GW+T calculation//Phys. Rev. В.-2006.-Vol. 73.-P. 125 105−1 125 105−8.
  92. H., Мермин H. Физика твердого тела. Т. 1, 2. М.: Мир, 1979.
  93. Kawata S. Near-Field Optics and Surface Plasmon Polaritons. Berlin- New York: Springer. — 2001. — 210 p.
  94. Shalaev V. M. Optical Properties of Nanostructured Materials. New York: Springer. — 2002. — 550 p.
  95. P. В., Christy R. W. Optical Constants of the Noble Metals // Phys. Rev. B. 1972. — Vol. 6, № 12. — P. 4370 — 4379.
  96. Физическая энциклопедия. Т. 2. -M.: Изд. сов. энц., 1990.
  97. Н.Г., Богатырев В. А., Дыкман JI.A., Мельников А. Г. Спектральные свойства коллоидного золота // Оптика и спектроскопия. -1996.-Т. 80, № 1.-С. 128−137
  98. Belotelov V., Carotenuto G., Nicolais L. et al. Optical characterization of the polimer embedded alloyed bimetallic nanoparticles // Eur. Phys. J. B. 2005. -Vol. 45.-P. 317−324.
  99. Granqvist C.G., Hunderi O. Optical properties of ultrafme gold particles // Phys. Rev. B. 1977. — Vol. 16, № 8. — P. 3513−3534.
  100. Doyle W.T. Optical properties of a suspension of metal spheres // Phys. Rev. B. 1989. — Vol. 39, № 14. — P. 9852−9858.
  101. В.А., Землянов Ал.А., Панамарев Н. С. Модель эффективной среды для агломератов металлических наночастиц высокой концентрации // Материалы конференции «Первый Томский Фестиваль науки», 9−10 октября 2009 года.-С. 182−184.
  102. Н.С., Землянов Ал.А., Харенков В. А. Оптические характеристики коллоидных растворов высокой концентрации // «Наука и образование: проблемы и перспективы». Бийск. — 2010.
  103. Mie G. Beitrage zur optik truber medien // Ann. Phys. 1908. Vol. 25. — P. 377−422.
  104. В.И. Квантоворазмерные металлические коллоидные системы // Успехи химии. 2000. — Т. 69, № 10. — С. 899−923.
  105. А.П., Бабенко В. А., Кузьмин В. Н. Рассеяние и поглощение света неоднородными и анизотропными сферическими частицами. Мн.: Наука и техника, 1984. — 263 с.
  106. Л.А., Тимошенко В. Ю., Кашкаров П. К. Оптические свойства нанокомпозитов на основе пористых систем // УФН. 2007. — Т. 177, № 6. -С. 619−638.
  107. В.И. Введение в экспериментальную спектроскопию М.: Наука, 1979.-480 с.
  108. В.А., Кабанов М. В. Рассеяние оптических волн дисперсными средами. Ч. 2. Система частиц. Изд-во ТФ СО АН СССР, Томск. — 1983. -186 с.
  109. Sha W.L., Liu С.-Н, Alfano R.R. // Opt. Lett. 1994. — V. 19, № 23. — P. 1922−1924.
  110. He Y.-J., Huang Z.-L., Wang H.Z. // Chin.Phys. Lett. 2003. — V. 20, № 2. -P. 293−295.
  111. В.А., Землянов Ал.А., Панамарев H.C., Красилов М. Н. Суперлюминесценция в композитах «органический краситель с наночастицами» в режиме однократного рассеяния // Изв. вузов. Физика. -2008.-№ 9/3.-С. 173−174.
  112. И. В., Волошина Т. В., Капаванский В. А., Красовский В. И. Оптические свойства наночастиц золота // Конденсированные среды и межфазные границы. 2009. — Т. 11, № 1. — С. 53−57.
  113. R. A., Ryasnyansky А. I., Kamalov Sh. R., Kodirov M. К., Usmanov Т. Nonlinear susceptibilities, absorption coefficients and refractive indices of colloidal metals // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. — Vol. 34. — P. 16 021 611.
  114. Pan D., Senpan A., Caruthers S. D., Williams T. A., Scott M. J., Gaffney P. J., Wickline S. A., Lamza J. M. Sensitive and efficient detection of thrombus withfibrin-specific manganese nanocolloids // Chem. Commun. 2009. — P. 32 343 236.
  115. Erickson D., Mandal S., Yang A. H. J., Cordovez B. Nanobiosensors: Optofluidic, electrical and mechanical approaches to biomolecular detection at the nanoscale // Microfluid Nanofluidics. 2008. — Vol. 4, № 1−2. — P. 33−52.
  116. Lapotko D. Optical excitation and detection of vapor bubbles around plasmonic nanoparticles // Opt. Express. 2009. — Vol. 17, № 4. — P. 2538−2556.
  117. Righini M., Girard C., Quidant R. Light-induced manipulation with surface plasmons // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2008. — Vol. 10. 93 001.
  118. Yoon Y.-Z., Cicuta P. Optical trapping of colloidal particles and cells by focused evanescent fields using conical lenses // Opt. Express. 2010. — Vol. 18, № 7. p. 7076−7084.
  119. Ashkin A., Dziedzik J. M., Smith P. W. Continuous-wave self-focusing and self-trapping of light in artificial Kerr media // Opt. Lett. 1982. — Vol. 7, № 6. -P. 276−278.
  120. В. E., Чижов С. А., Сабиров Р. Л., Старчикова Т. В., Высотина Н. В., Розанов Н. Н., Семенов В. Е., Смирнов В. А., Федоров С. В. // Оптика и спектроскопия. 2005. — Т. 98, № 3. — С. 511−514.
  121. R. S., Mayers В. Т., Vezenov D. V., Wolfe D. В., Prentiss М. G., Whitesides G. M. Optical waveguiding in suspensions of dielectric particles // App. Opt. 2005. — Vol. 44, № 36. — P. 7853−7857.
  122. Driben R., Husakou A., Herrmann J. Supercontinuum generation in aqueous colloids containing silver nanoparticles // Opt. Lett. 2009. — Vol. 34, № 14. — P. 2132−2134.
  123. Deng L., He K., Zhou Т., Li C. Formation and evolution of far-field diffraction patterns of divergent and convergent Gaussian beams passing through self-focusing and self-defocusing media // J. Optics A: Pure Appl. Opt. 2005. -V. 7.-P. 409−415.
  124. Mao Z., Qiao L., He F., Liao Y., Wang C., Cheng Y. Thermal-induced nonlinear optical characteristics of ethanol solution doped with silver nanoparticles // Chin. Opt. Lett. 2009. — Vol. 7, № 10. — P. 949−952.
  125. Ono H., Kawatsuki N. Controllable optical intensity limiting of a He-Ne laser with host-guest liquid crystals // Opt. Commun. 1997. — Vol. 139. — P. 60.
  126. Gordon J. P., Leite R. C., Moore R. S., Porto P. S., Winnery J. R. Long-transient effects in lasers with inserted liquid samples // J. Appl. Phys. 1965. Vol. 36, № l.-P. 3−8.
  127. Durbin S. D., Arakelian S. M., Shen Y. R. Laser-induced diffraction rings from a nematic-liquid-crystal film // Opt. Lett. 1981. — Vol. 6, № 6. — P. 411−413.
  128. С. А., Никитин С. Ю. Физическая оптика. Учебник. 2-е изд. -М.: Наука, 2004.-656 с.
  129. Boyd R. W. Nonlinear optics. 2-nd edn. Academic Press. London. — 2003. -619 p.
  130. Mandal S. K., Roy R. K., Pal A. K. Surface plasmon resonance in nanocrystalline silver particles embedded in Si02 matrix // J. Phys. D: Appl. Phys.- 2002. Vol. 35. — P. 2198−2205.
  131. Palik E. D. Handbook of Optical Constants of Solids. New York: Academic.- 1985.
  132. B.A., Землянов Ал.А., Панамарев Н. С., Харенков В. А. Трансформация оптических свойств канала маломощного лазерного пучка в средах с наночастицами // Изв. вузов. Физика. 2010. — № 9/3. — С. 65−67.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!