Quantization of an electromagnetic field in two-dimensional photonic structures based on the scattering matrix formalism (S-quantization)


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Based on the scattering matrix formalism, we have developed a method of quantization of an electromagnetic field in two-dimensional photonic nanostructures (S-quantization in the two-dimensional case). In this method, the fields at the boundaries of the quantization box are expanded into a Fourier series and are related with each other by the scattering matrix of the system, which is the product of matrices describing the propagation of plane waves in empty regions of the quantization box and the scattering matrix of the photonic structure (or an arbitrary inhomogeneity). The quantization condition (similarly to the onedimensional case) is formulated as follows: the eigenvalues of the scattering matrix are equal to unity, which corresponds to the fact that the set of waves that are incident on the structure (components of the expansion into the Fourier series) is equal to the set of waves that travel away from the structure (outgoing waves). The coefficients of the matrix of scattering through the inhomogeneous structure have been calculated using the following procedure: the structure is divided into parallel layers such that the permittivity in each layer varies only along the axis that is perpendicular to the layers. Using the Fourier transform, the Maxwell equations have been written in the form of a matrix that relates the Fourier components of the electric field at the boundaries of neighboring layers. The product of these matrices is the transfer matrix in the basis of the Fourier components of the electric field. Represented in a block form, it is composed by matrices that contain the reflection and transmission coefficients for the Fourier components of the field, which, in turn, constitute the scattering matrix. The developed method considerably simplifies the calculation scheme for the analysis of the behavior of the electromagnetic field in structures with a two-dimensional inhomogeneity. In addition, this method makes it possible to obviate difficulties that arise in the analysis of the Purcell effect because of the divergence of the integral describing the effective volume of the mode in open systems.

Об авторах

K. Ivanov

ITMO University

Email: m.kaliteevski@mail.ru
Россия, St. Petersburg, 197101

V. Nikolaev

Ioffe Physical Technical Institute

Email: m.kaliteevski@mail.ru
Россия, St. Petersburg, 194021

A. Gubaydullin

ITMO University; St. Petersburg Academic University

Email: m.kaliteevski@mail.ru
Россия, St. Petersburg, 197101; St. Petersburg, 194021

M. Kaliteevski

ITMO University; Ioffe Physical Technical Institute; St. Petersburg Academic University

Автор, ответственный за переписку.
Email: m.kaliteevski@mail.ru
Россия, St. Petersburg, 197101; St. Petersburg, 194021; St. Petersburg, 194021

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».