2016 г.

Поле у входа в субволновую щель

Совместно с Физико-техническим институтом, Брауншвейг (Германия)

Недавно была предсказана светоиндуцированная сила между металлическими телами. Подготовка эксперимента требует расчета оптического поля между двумя проводящими плоскостями, который до сих пор не был выполнен. В данной работе задача решена для идеального металла. Найдена переходная кривая между хорошо известными предельными случаями широкой и узкой щели по сравнению с длиной волны. Показано, что кривая содержит осцилляции, вызванные рождением в щели новых волноводных мод.Для случая субволновой щели найдены простые асимптотические формулы. Теоретическая кривая хорошо согласуется с численным расчетом для золота, см. рис. 1. Исследование плазмонной силы притяжения открывает возможность практических приложений, в частности, в манипуляции микронными металлическими частицами и в технике микропереключателей.

Рис.1. Теоретическая переходная кривая для идеального металла с учетом 100 пространственных мод (сплошная кривая) и численный расчет программой JCMsuite для золотой пленки толщиной 100 нм на длине волны 1.5 мкм (точки). Совпадение кривых свидетельствует о применимости модели идеального металла.

David Shapiro, Daniel Nies, Oleg Belai, Matthias Wurm and Vladimir Nesterov. Optical field and attractive force at the subwavelength slit // Optics Express – 2016, V.24, No.14, pp.15977–15982.

2015 г.

Исследование новых форматов передачи данных с фазовой модуляцией

Предложен итерационный метод подбора оптимального входного алфавита и расчета пропускной способности канала оптической связи. Продемонстрировано преимущество нового метода по сравнению с классическим алгоритмом Аримото – Блэхута.  Установлено, что новый метод особенно эффективен для каналов с дискретным входным алфавитом, неизвестным априори. На рис. 1 изображены вероятности, рассчитанные новым и традиционным методами при разных размерах интервала d (неопределенности положения символа). Из рисунка видно, что новый метод значительно быстрее сходится и одновременно обеспечивает существенно более высокую точность.

Рис.1. Сравнение нового метода с алгоритмом Аримото – Блэхута. Вероятность символа входного алфавита x=0.95±d в зависимости от десятичного логарифма числа итераций для разных интервалов:  d=0.3 (точки), 0.2 (штрихи), 0.1  (сплошная линия). Верхняя кривая (штрих-пунктир) – расчет итерационным методом с интервалом d=0.001.

Shapiro E.G., Shapiro D.A., and Turitsyn S.K. Method for computing the optimal signal distribution and channel capacity // Optics Express – 2015, V.23, No.12., pp.15119–15133.