N 002 Fizika / Physics
dr. Sergejus Orlovas ✉
LT - Vektorinių elektromagnetinių pluoštų sąveika su metapaviršiais, pagrįstais geometrinės fazės valdymu
Vektoriniai elektromagnetiniai pluoštai suranda vis platesnį pritaikymą įvairiose srityse - nuo tiesinės iki netiesinės optikos, nuo optinių pincetų iki kvantinių technologijų. Tokių pluoštų generavimas vis dažniau yra siejamas su specialia optika, kuri atveria naujas galimybes tiksliam bangos fronto ir poliarizacijos būsenos valdymui. Tokia speciali optika gali tapti itin funkcionalia taip vadinamų metapaviršių dėka, kur pavieniai meta-atomai yra išdėstomi su lanksčiai kintančia vidine orientacija, dar žinoma geometrinės fazės vardu.
Tokių optinių elementų sugeneruoti vektoriniai pluoštai suranda pritaikymus visur, net tokiose specifinėse srityse, kaip kvantinė kriptografija ar kvantiniai kompiuteriai. Dažniausiai tokios struktūros (metaatomai) būna mažesnių matmenų nei sąveikaujančio optinio lauko bangos ilgis. Esant tokioms sąlygoms šviesa elgiasi neintuityviai, stebimi tokie reiškiniai: šviesa gali sulėtėti, indukuojamas chirališkumas arba dvejopas lūžis. Vienos iš dvimačių metamedžiagų su kontroliuojama geometrine faze formavimo technikų yra nanogardelių sudarymas iš nanodalelių.
Darbo metu bus nagrinėjami taikymai, tokie kaip vektorinio optinio pluošto sukūrimas ir valdymas pasitelkiant metapaviršius. Tai būtų teorinio pobūdžio tema, tačiau ją galima būtų paversti mišria, tuomet doktorantas atliktų ir dalį eksperimentinių darbų.
EN - Interaction of vector electromagnetic beams with metasurfaces based on the geometrical phase control
Vector electromagnetic beams are finding applications in a wide range of applications, from linear to nonlinear optics, from optical tweezers to quantum technologies. The generation of such beams is increasingly associated with special optics, which opens up new possibilities for precise control of the wavefront and polarization state. Such special optics can become highly functional due to so-called meta surfaces, where individual meta-atoms are arranged with a flexibly changing internal orientation, also known as the geometric phase.
The vector beams generated by such optical elements find applications everywhere, even in specific fields such as quantum cryptography or quantum computers. In most cases such structures (metatoms) are smaller in size than the wavelength of the interacting optical field. Under these conditions, light behaves non-intuitively and phenomena such as slow light, chirality, or birefringence are observed. One of the techniques for forming two-dimensional metamaterials with controlled geometric phase is the formation of nanogratings from nanoparticles.
Applications such as creation and control of vector optical fields using meta surfaces will be explored. This work would be a theoretical one, however it could be turned into a mixed one. In this case the doctoral student would perform some experimental work.