Experimental Methods of Nanophotonics I
Language of instruction
English

54656Нанофотоника – быстро развивающаяся область науки, посвященная управлению оптическими свойствами наноматериалов и изучению оптических явлений, возникающих вблизи дифракционного предела. Курс позволяет сформировать картину современных инструментов и принципов, позволяющих заниматься изготовлением и изучением различных объектов на нанометровом масштабе. 

Курс ориентирован на широкую аудиторию студентов, планирующих работать в смежных с нанофотоникой областях.
Он не только является основополагающим для экспериментаторов, но и включает важные базовые знания для теоретиков. Начав с обсуждения технологий изготовления нанострукур и методик их начальной характеризации, мы перейдем к изучению методов оптической спектроскопии, интерферометрии и формирования оптических изображений, в том числе – со сверхразрешением. Помимо цикла лекций, в курс входят лабораторные работы, лабораторные проекты, а также семинары, посвященные обсуждению важнейших достижений современной науки, связанных с оптикой и фотоникой.

Course content

Часть I. Методы нанофабрикации и структурной характеризации

  • Слоевое осаждение. Сухое химическое травление, травление плазмой. Реактивное ионное травление.
  • Травление фокусированным ионным пучком. ПЭМ. Электронно-лучевая литография. 
  • Оптическая литография 
  • Химические методы нанофабрикации 
  • Сканирующая зондовая микроскопия: СТМ и АСМ 

Часть II. Основы оптической микроскопии

  • Основные оптические элементы: зеркала, делители пучка, отражатели, поляризаторы и волновые пластинки 
  • Создание простых оптических схем. Телескоп. 
  • Оптические системы, скорректированные на бесконечность. Объективы.  
  • Дифракционный предел. Конфокальная микроскопия. Методы преодоления дифракционного предела. 
  • Создание конфокального микроскопа 
  • Сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля. 
  • Микроскопия в задней фокальной плоскости. Измерение поверхностных волн, рассеяние одиночных частиц и направления излучения. 

Часть III. Основы оптической спектроскопии

  • Оптические детекторы и датчики. Лекция
  • Дисперсионные элементы. Оптический спектрометр. Спектральное разрешение.  
  • Когерентный и некогерентный свет. Пространственная и временная когерентность.  
  • Источники света. Непрерывное и импульсное лазерное излучение.  
  • Интерферометры и их применения. Инфракрасная Фурьеспектроскопия. 
  • Атомная и молекулярная спектроскопия. Механизмы уширения спектральных линий. Диаграммы Яблонского  
  • Люминесцентная и рамановская микроскопия. Спектроскопия с усилением сигнала зондом и поверхностью.
  • Оптическая спектроскопия плоских нано- и микроустройств.