JETP Letters: issues online

Излучение Смита-Парселла от метаповерхностей становится все более популярным объектом для теоретических и экспериментальных исследований. Решетки, состоящие из резонансных элементов, являются наиболее привлекательными мишенями в этой области, поскольку они генерируют излучение с повышенной интенсивностью. Несмотря на быстрый прогресс в нанотехнологиях, при изготовлении метаповерхностей возникают статистические ошибки, которые могут приводить к значительным изменениям свойств излучения. В данной работе мы теоретически анализируем резонансное излучение Смита-Парселла от разупорядоченного массива димеров взаимодействующих субволновых частиц. Рассматриваются два источника статистических ошибок: разупорядоченность решетки, т.е. отклонения положений димеров от строгой периодичности, и смещение частиц внутри каждого димера. Мы показываем, что спектральные характеристики излучения сильно зависят от отношения двух частот - частоты гармоники излучения Смита-Парселла и резонансной частоты. Разупорядоченность может привести к сдвигу частоты, на которой испускается наиболее интенсивное излучение, в зависимости от того, какой процесс доминирует - когерентный или резонансный. Мы показываем, что резонансное излучение Смита-Парселла, когда резонансная частота близка к одной из гармоник излучения Смита-Парселла, гораздо более устойчиво к разупорядоченности решетки, чем обычное излучение Смита-Парселла. Наша теория позволяет оценить точность, с которой необходимо создавать дифракционные решетки для целей фотоники и наноэлектроники, а также важна для планирования и интерпретации результатов экспериментов по излучению Смита-Парселла от двумерных плоских структур, включая метаповерхности, плоские фотонные и плазмонные кристаллы, которые сегодня активно исследуются в оптике.