Современная электроника №8/2026

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 38 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2026 ● зависимость энергии от продоль- ного волнового вектора параболи- ческая, как у свободной частицы. Эффективная масса порядка 10 –5 массы свободного электрона, для TE-поляризации примерно на 5% больше, чем для TM. Расщепление TE и TM растёт квадратично с вол- новым вектором. Условие существования OTS авто- ры выразили через фазы коэффициен- тов отражения φ L и φ R левой и правой периодических структур. В области перекрытия запрещённых зон моду- ли обоих коэффициентов отражения равны единице, а условие существова- ния OTS имеет вид tan(φ R /2)·tan(φ L /2) = = − na / nb , где na и nb – показатели пре- ломления чередующихся диэлектри- ческих слоёв. Физически это означает, что для возникновения локализован- ной моды недостаточно только пере- крытия запрещённых зон двух струк- тур: необходимо также определённое согласование фаз волн, отражённых от обеих структур. Именно поэтому OTS чрезвычайно чувствительно к поряд- ку слоёв на границе. В эксперименте оптическое таммов- ское состояние должно проявиться как узкий провал внутри широкой полосы почти полного отражения. Авторы рас- считали такой спектр для структуры из 25 пар слоёв слева и 12 пар справа и предложили изготовить её из пори- стого кремния. Рис. 6 иллюстрирует процесс лока- лизации поля и его затухание по обе стороны от границы между диэлек- трическими структурами с разными периодами. Красная кривая на рис. 6 отражает интенсивность электрического поля моды, локализованной на границе двух фотонных кристаллов. Поле экс- поненциально затухает в обе сторо- ны от границы. Тонкая серая линия характеризует профиль показате- ля преломления соответствующей структуры. В том же 2005 году авторы вынесли его в заголовок второй статьи, расска- зывающей об успешном использова- нии оптических таммовских состо- яний для создания поляритонных лазеров [14]. Плазмон-поляритоны Тамма В начале февраля 2007 года объеди- нённая российско-британская группа физиков опубликовала статью в жур- нале «Physica Status Solidi A», в которой была описана идея следующего этапа изучения OTS. Если в рассмотренной выше работе 2005 года оптическое состояние Тамма возникало на гра- нице двух диэлектрических фотонных кристаллов, то теперь авторы рассмо- трели вариант границы между метал- лом и диэлектрическим брэгговским зеркалом (DBR). Именно на этой грани- це предположительно могло бы суще- ствовать локализованное электромаг- нитное состояние [15]. Физическую картину такой ситу- ации можно описать следующим образом. Если со стороны диэлектри- ческого брэгговского зеркала (DBR) распространению света будет пре- пятствовать его фотонная запрещён- ная зона, а со стороны металла элек- тромагнитное поле станет для него преградой на пути распространения в глубину материала, то в результате при определённых параметрах много- слойной структуры электромагнитное поле окажется локализованным вбли- зи границы металл – DBR. В этом смыс- ле вновь возникает хорошо знакомая нам идея Тамма, а именно – «локали- зованное состояние появляется у гра- ницы периодической структуры, где её периодичность обрывается». При этом новое состояние должно существенно отличаться от обычно- го поверхностного плазмон-полярито- на (Surface Plasmon Polaritons – SPP), о котором мы подробно писали в «Современной электронике» № 7, 2026. Полезно вспомнить, что SPP, распро- страняющиеся вдоль границы разде- ла металл-диэлектрик, представляют собой связанное состояние электро- магнитного поля и коллективных колебаний электронной плазмы в металле. Они локализованы вблизи поверхности металла и могут концен- трировать электромагнитную энергию в субволновых объёмах. Однако эффек- тивное возбуждение плазмон-поляри- тонов светом представляет серьёзную техническую проблему из-за несоот- ветствия импульсов фотона и плазмо- на на той же частоте. Обычный SPP лежит вне светового конуса ( kǁ > ω/ c ), поэтому его нельзя возбудить прямым падением света. Для согласования импульса требует- ся дополнительное устройство, напри- мер, призма Кретчмана или дифрак- ционная решётка (рис. 7). Традиционные методы возбужде- ния, такие как призма Кретчмана и дифракционные решётки, имеют огра- ниченную эффективность и сложную технологию изготовления. Авторы особо подчёркивали, что таммовские гибридные моды распо- лагаются внутри светового конуса и, в отличие от обычных поверхностных мод, могут иметь нулевую составляю- щую волнового вектора вдоль поверх- ности, k ǁ = 0 (рис. 8). Практически это означает, что такое состояние в прин- ципе можно возбуждать светом при Рис. 6. Схематическое изображение локализации поля и его затухания по обе стороны от границы между диэлектрическими структурами с разными периодами Рис. 7. Возбуждение «обычного» поверхностного плазмон-поляритона SPP