Нанофотоника – 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. Курс лекций включает изучение методов оптической спектроскопии, микроскопии и лазерной оптики. Также курс лекций описывает современное состояние технологий изготовления нанострукур и методик их начальной характеризации. Помимо цикла лекций, в курс входят лабораторные работы.
Часть I. 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.
- Сканирующая зондовая микроскопия: СТМ и АСМ
Часть II. Основы оптической спектроскопии
- Оптические детекторы и датчики. Лекция
- Дисперсионные элементы. Оптический спектрометр. Спектральное разрешение.
- Источники света. Непрерывное и импульсное лазерное излучение.
- Интерферометры и их применения. Инфракрасная Фурье спектроскопия.
- 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.
Часть III. Основы лазерной оптики
- Источники света. Непрерывное и импульсное лазерное излучение.
- Когерентный и некогерентный свет. Пространственная и временная когерентность.
- Экспериментальные методы измерения свойств лазерного излучения
- Типы оптических пучков, компьютерная голография
- Оптические пинцеты, измерения накачка-зонд и другие применения лазеров в задачах нанофотоники
Часть IV. 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