Theoretical seminar | 17 June 2026

В докладе представлены результаты исследований резонансных явлений при взаимодействии света с субволновыми фотонными структурами. Развиты теоретические подходы к описанию коллективных возбуждений в массивах квантовых излучателей и диэлектрических нанорезонаторов, позволившие выявить универсальные механизмы формирования высокодобротных неизлучающих состояний.

Исследованы нелинейно-оптические процессы в резонансных наноструктурах, включая генерацию второй гармоники, спонтанную параметрическую генерацию коррелированных фотонных пар и термооптическую бистабильность в метаповерхностях. Показано, что возбуждение резонансных мод и квазисвязанных состояний в континууме обеспечивает существенное усиление нелинейного отклика и снижение порогов нелинейных эффектов. Также рассмотрены оптомеханические эффекты, возникающие при взаимодействии резонансных наноструктур с поверхностными электромагнитными волнами, включая оптическое связывание, притяжение и вращение частиц.

Полученные результаты расширяют фундаментальные представления о взаимодействии света с веществом на наномасштабе и открывают новые возможности для создания элементов нелинейной, квантовой и активной нанофотоники. Доклад по материалам докторской диссертации.

Main paper/arXiv, related to the seminar, and other references, up to 5

1. Collective polaritonic modes in an array of two-level quantum emitters coupled to an optical nanofiber. D. F. Kornovan, A. S. Sheremet, M. I. Petrov. Physical Review B 94, 245416 (2016).
2. Strongly Subradiant States in Planar Atomic Arrays. I. A. Volkov, N. A. Ustimenko, D. F. Kornovan, A. S. Sheremet, R. S. Savelev, M. I. Petrov. Nanophotonics 13, 289–298 (2024).
3. Efficient Second-Harmonic Generation in Nanocrystalline Silicon Nanoparticles. S. V. Makarov, M. I. Petrov et al. Nano Letters 17, 3047–3053 (2017).
4. Second-harmonic generation in Mie-resonant dielectric nanoparticles made of noncentrosymmetric materials. K. Frizyuk, I. Volkovskaya, D. Smirnova, A. Poddubny, M. I. Petrov. Physical Review B 99, 075425 (2019).
5. Optical binding via surface plasmon polariton interference. N. Kostina, M. Petrov, A. Ivinskaya, S. Sukhov, A. Bogdanov, I. Toftul, M. Nieto-Vesperinas, P. Ginzburg, A. Shalin. Physical Review B 99, 125416 (2019).
6. Nonlinearity-Induced Optical Torque. I. Toftul, G. Fedorovich, D. Kislov, K. Frizyuk, K. Koshelev, Y. Kivshar, M. Petrov. Physical Review Letters 130, 243802 (2023).