Аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі
Проаналізовано процес оптичного зчитування інформації ближньопольовим зондом на базі оптичної плазмонної мікросмужкової лінії з оптичних дисків формату ROM. Розраховано параметри ближньопольового оптичного зчитування інформації залежно від розмірів мікросмужкового зонда. Встановлено, що характер роз...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Реєстрація, зберігання і обробка даних |
|---|---|
| Datum: | 2013 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем реєстрації інформації НАН України
2013
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87073 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі / А.С. Лапчук, Є.М. Морозов // Реєстрація, зберігання і обробка даних. — 2013. — Т. 15, № 3. — С. 3-19. — Бібліогр.: 20 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-87073 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Лапчук, А.С. Морозов, Є.М. 2015-10-10T16:10:06Z 2015-10-10T16:10:06Z 2013 Аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі / А.С. Лапчук, Є.М. Морозов // Реєстрація, зберігання і обробка даних. — 2013. — Т. 15, № 3. — С. 3-19. — Бібліогр.: 20 назв. — укр. 1560-9189 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87073 004.085 Проаналізовано процес оптичного зчитування інформації ближньопольовим зондом на базі оптичної плазмонної мікросмужкової лінії з оптичних дисків формату ROM. Розраховано параметри ближньопольового оптичного зчитування інформації залежно від розмірів мікросмужкового зонда. Встановлено, що характер розподілу потоку потужності електромагнітного поля біля вершини зонда залежить від довжини зонда та товщини металевого покриття. Показано, що інтерференційні ефекти на вершині зонда суттєво впливають на параметри сканувального ближньопольового оптичного мікроскопа. Process of optical information reading by near-field probe based on optical plasmon microstrip line from ROM-format optical disk is analyzed. Parameters of optical near-field optical reading depending on size of microstrip probe are calculated. Found that a pattern of flow of electromagnetic fields at top of probe depends on length of probe and thickness of metal coating. It is shown that interference effects at top of probe significantly affect the parameters of scanning near-field optical microscope. uk Інститут проблем реєстрації інформації НАН України Реєстрація, зберігання і обробка даних Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних Аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі Analysis of Nearfield Method for Optical Data Storage Using Microstrip Probe Under Illuminating Mode Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі |
| spellingShingle |
Аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі Лапчук, А.С. Морозов, Є.М. Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних |
| title_short |
Аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі |
| title_full |
Аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі |
| title_fullStr |
Аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі |
| title_full_unstemmed |
Аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі |
| title_sort |
аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі |
| author |
Лапчук, А.С. Морозов, Є.М. |
| author_facet |
Лапчук, А.С. Морозов, Є.М. |
| topic |
Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних |
| topic_facet |
Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних |
| publishDate |
2013 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Реєстрація, зберігання і обробка даних |
| publisher |
Інститут проблем реєстрації інформації НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Analysis of Nearfield Method for Optical Data Storage Using Microstrip Probe Under Illuminating Mode |
| description |
Проаналізовано процес оптичного зчитування інформації ближньопольовим зондом на базі оптичної плазмонної мікросмужкової лінії з оптичних дисків формату ROM. Розраховано параметри ближньопольового оптичного зчитування інформації залежно від розмірів мікросмужкового зонда. Встановлено, що характер розподілу потоку потужності електромагнітного поля біля вершини зонда залежить від довжини зонда та товщини металевого покриття. Показано, що інтерференційні ефекти на вершині зонда суттєво впливають на параметри сканувального ближньопольового оптичного мікроскопа.
Process of optical information reading by near-field probe based on optical plasmon microstrip line from ROM-format optical disk is analyzed. Parameters of optical near-field optical reading depending on size of microstrip probe are calculated. Found that a pattern of flow of electromagnetic fields at top of probe depends on length of probe and thickness of metal coating. It is shown that interference effects at top of probe significantly affect the parameters of scanning near-field optical microscope.
|
| issn |
1560-9189 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87073 |
| citation_txt |
Аналіз ближньопольового методу оптичного запису інформації мікросмужковим зондом в освітлювальному режимі / А.С. Лапчук, Є.М. Морозов // Реєстрація, зберігання і обробка даних. — 2013. — Т. 15, № 3. — С. 3-19. — Бібліогр.: 20 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT lapčukas analízbližnʹopolʹovogometoduoptičnogozapisuínformacíímíkrosmužkovimzondomvosvítlûvalʹnomurežimí AT morozovêm analízbližnʹopolʹovogometoduoptičnogozapisuínformacíímíkrosmužkovimzondomvosvítlûvalʹnomurežimí AT lapčukas analysisofnearfieldmethodforopticaldatastorageusingmicrostripprobeunderilluminatingmode AT morozovêm analysisofnearfieldmethodforopticaldatastorageusingmicrostripprobeunderilluminatingmode |
| first_indexed |
2025-11-24T03:50:59Z |
| last_indexed |
2025-11-24T03:50:59Z |
| _version_ |
1850839794176753664 |
| fulltext |
,
ISSN 1560-9189 , , 2013, . 15, 3 3
004.085
. . , . .
. . , 2, 03113 ,
-
ROM. -
-
. , -
. , -
-
.
: ,
, , .
,
.
-
’ [1–5]. -
.
, , -
( ’
) -
( ) -
, -
( )
[6, 7]
© . . , . .
. . , . .
4
6
0 )/(~/ dPPk radeff , (1)
0P , radP —
; d — ; — -
. -
, . -
,
. -
. -
, -
[5]
2
0
2 / EEk I , (2)
0E — ; E —
. ,
, . -
,
, . -
),/( 0
2
0
2 SESEknf (3)
0S S —
.
(
), .
-
, ,
.
, ,
– – , ,
, [8–15]. -
( ) [8, 11, 13–17].
[8, 11,
13–15]. [15]
. , -
,
, , -
-
ISSN 1560-9189 , , 2013, . 15, 3 5
’ -
.
. -
, ’ ,
.
1.
.
1. : 1) , -
( . 1, ); 2)
, -
( . 1, ).
) )
. 1. :
) ; ) - ; 1 —
; 2 — ; 3 — ;
4 — ; 5 — ; 6 — ; 7 —
-
.
[14, 15] , -
.
, ( )
. -
, -
1
1
2
2
3
3 3
4
5
6
6
7
. . , . .
6
.
, -
.
-
, -
, . 2.
, -
-
-
. ’ , -
2M ,
-
( 12M ) -
( 2 sin( ) /M d , d — -
; — -
; — ), -
12M ,
-
.
-
-
, -
-
, . -
-
-TM00- -
( ). -
-
, . -
-
, -TM00- ’ . -
( ).
, -
-
. -
,
.
2.
, -
1
2
. 2. -
: 1 — ,
;
2 —
ISSN 1560-9189 , , 2013, . 15, 3 7
E
-
.
( ) (finite difference time domain — FDTD). . 3 -
-
-
. ,
( ) .
0.025 0.020 0.015 0.010 0.005
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
5.2
5.4
5.6
0.05 0.04 0.03 0.02 0.01
1.60
1.62
1.64
1.66
1.68
1.70
1.72
) )
. 3.
: ) ;
)
2.1.
. ,
,
1.
-
. ,
-
. ,
, , -
.
. , -
. -
S , -
. . , . .
8
h . -
( . . 4).
. -
. -
N .
800 (b = 30 ; t = 20 ( );
= 1; = 500 ) , . 1.
1. ( )
N 50 60 70 90 100
|E| . . 4,80 4,76 4,74 4,74 4,73
. 4. ,
( 2 %). [18] , -
’ .
, ’
[19]. -
, . .
2
. -
, — -
( -
). ,
L
a
t
b
t
Y
X
Z
a1
b1
h
S
P
P0P
ISSN 1560-9189 , , 2013, . 15, 3 9
a, (a = b) b, (a = b)
K
ef
f
K
ef
f
.
– .
2. ( )
N 40 50 60 70 80 90 100 120 140
|E| . . 2,88 3,12 3,21 2,82 3,02 3,12 2,78 2,87
|E| . . 4,00 5,40 4,19 4,28 4,19 4,47 4,50 4,32 4,43
,
. , -
. -
, ,
,
.
2001a 1501b ,
10h .
. 5
( ba ), -
L .
0 10 20 30 40 50 60 70 80
-0.01
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
-0.02
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
) )
. 5. effk
: ) L = 240 ; ) L = 300 ; t = 30 ,
= 750 ( : )
, 30 , -
,
-
. , , -
effk
. . , . .
10
t,
K
ef
f
. , -
. -
, , —
.
. 6 -
effk t .
-
TM00- ,
effk . -
- . effk -
. , . 6, -
effk . -
effk
10t .
0 20 40 60 80 100
-0.02
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
. 6. effk
t: = 750 ; a = b = 30 ; L = 196
, . 5, 5, , -
, effk ( -
L ). effk -
, ,
L , . 7. -
, effk , L .
, , -
effk -
ISSN 1560-9189 , , 2013, . 15, 3 11
L,
L,
L . . 8, -
. , -
effk -
, .
50 100 150 200 250 300 350 400
-0,002
0,000
0,002
0,004
0,006
Ke
ff
L, nm
. 7. effk
L; a = b = 9 ; t = 30 ; = 750 ; 140w ; = 1
. 8. effk L;
b = 30 ; t = 20 ( ); = 500 ; = 1; 1b 90
. . , . .
12
2.2.
-
? , -
, , 00-
, ,
. -
, , -
00- .
:
)exp(),,()exp(),,( 2001 kllyxEllyxEE tm , (4)
)exp(),,()exp(),,( 2001 kllyxHllyxHH tm , (5)
1E , 1H — ,
; 2E , 2H — ,
; k — -
;
00tm — - 00- .
:
1 00 2
1 00 2
1
1( , ) Re[ ]
2
( , , )exp( ) ( , , )exp( ))1 Re (6)
2 ( , , )exp( ) ( , , )exp( )
( , , )1 Re
2
tm
tm z
Pw x y E H
E x y l l E x y l kl
H x y l j l H x y l jkl
E x y l H1 2 2
1 2 00 2 1 00
( , , ) ( , , ) ( , , )
( , , ) ( , , )exp( ( ) ) ( , , ) ( , , )exp( ( ) )tm tm z
x y l E x y l H x y l
E x y l H x y l j k l E x y l H x y l j k l
:
lklPlPlPlPkyxPw tmeff )(cos)()()()(),( 002121 , (7)
1P — , ; effk — -
. , -
)/(
0000 TMTMT , — -
.
(7).
,
. , ’ ,
00- -
. (
(7)) :
ISSN 1560-9189 , , 2013, . 15, 3 13
cos)()(2)(cos)()(
2
1
210021 lPlPlklPlP tm , (8)
- 00 ,
k
tm00
01 (8) -
.cos2Re
2
1),( 1
00
21 k
PPHEyxPw tm
z (9)
,
. ,
11
00
21 cos2 Pk
k
PP eff
tm . (10)
:
100
2
12 cos4
)()(
tm
eff
kklPlP . (11)
(11) , effk
,
.
,
. ,
, .
-
, ,
( ).
. 9 , , -
, ( ) -
( 600L ) ( 810L ).
, ,
. ,
.
(11) , ’
, , -
.
. . , . .
14
, ,
.
- -
,
, .
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
-0,01
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
P
/P
0
b1
L=810
L=600
. 9. h = 10
:
b = 30 ; t = 20 ( ); 500 ; 1
3.
, .
ROM, -
, -
, -
, (
). , -
( — ,
, ). -
( -
[6, 7]) 1ks
s , s —
.
.
( s ), -
, -
. a .
ISSN 1560-9189 , , 2013, . 15, 3 15
. -
,
( . . 10).
)
)
. 10. :
) ; )
, -
( Y) ,
XZ. -
[20] , ,
. , -
, . -
, [20] -
’ . -
P0b
t
P
s b1
X
Z
P .
v
x
h b2
P0b
t
h
b1
X
Z
P
P .
s
x
b2
v
. . , . .
16
P/
Po
( )
—
.
. 11 12 (3D- )
( 25 )
( 15 ) 602a ,
802b , 10h .
, -
. 196L
50ba , 30t . -
86011 ba
750 ,
0,5NA .
0 20 40 60 80 100 120 140 160
0.0050
0.0051
0.0052
0.0053
0.0054
0.0055
0.0056
0.0057
0.0058
0.0059
0.0060
Y,
. 11. Y Y
, -
, , (
[20]). . 11 ,
, ( [20]).
, -
00,005P P .
00,005P P , . ,
,
. -
( -
).
ISSN 1560-9189 , , 2013, . 15, 3 17
P/
Po
0 50 100 150 200
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
Y,
. 12. Y Y
-
, , , ,
. ,
, -
( . . 13).
. . 13 y-
YP .
. 13. (2D- ) ,
30 , h = 10 ,
tbb 22 ;
b = 20 t = 20 .
. . , . .
18
,
-
30 ,
. -
.
,
.
, -TM00- , , -
.
, , -
’ . -
,
. -
, -
ROM,
. ’ , -
/ -
, , .
1. Synge E.H. A Suggested Method for Extending the Microscopic Resolution into the Ultramicro-
scopic Region / E.H. Synge // Philos. Mag. — 1928. — Vol. 6. — P. 356–362.
2. Ash E.H. Super-Resolution Aperture Scanning Microscope / E.H. Ash, G. Nicholls // Nature. —
1972. — Vol. 237, N 5357. — P. 510–513.
3. Pohl D.W. Optical Stethoscopy: Image Recording with Resolution /20 / D.W. Pohl, W. Denk,
M. Lanz // Appl. Phys. Lett. — 1984. — Vol. 44 (7). — P. 651–654.
4. Near Field Scanning Optical Microscopy (NSOM) / E. Betzig, A. Lewis, A. Harootunian [et al.]
// Biophys. J. — 1986. — Vol. 49. — P. 269–279.
5. Novotny L. Principles of Nano-Optics / L. Novotny, B. Hecht. — Cambridge. — 2006. — 539 .
6. Bethe H.A. Theory of Diffraction by Small Holes / H.A. Bethe // Phys. Rev. — 1944. — Vol. 66.
— P. 163–182.
7. Bouwkamp C.J. On Bethe's Theory of Diffraction by Small Holes / C.J. Bouwkamp // Philips
Res. Rep. — 1950. — Vol. 5. — P. 321–332.
8. Lapchuk A.S. Estimation of Optical Efficiency of a Near-Field Optical Microscope on the Basis
of a Simplified Mathematical Model / A.S. Lapchuk // J. Opt. A: Pure Appl. — 2001. — Vol. Opt. 3. —
P. 455–459.
9. Itagi V. Ridge Waveguide as a Near-Field Optical Source / V. Itagi, D.D. Stancil, J.A. Bain, T.E.
Schlesinger // Appl. Phys. Lett. — 2003. — Vol. 83. — P. 4474–4477.
10. endur K. Ridge Waveguide as a Near-Field Aperture for High Density Data Storage / K. en-
dur, W. Challener, Ch. Peng // J. Appl. Phys. — 2004. — Vol. 96. — P. 2743–2753.
11. Conway J. Efficient Optical Coupling to the Nanoscale: Thesis for the Degree PhD in Electrical
Engineering / Josh Conway: Univ. of California, 2006. — 150 .
ISSN 1560-9189 , , 2013, . 15, 3 19
12. Matsumoto K. Thermaly Assisted Magnetic Recording / K. Matsumoto, A. Inomato, Sh. Y. Ha-
segava // Fujitsu Sci.Tech. J. — 2006. — Vol. 42(1). — P. 158–167.
13. Lapchuk A.S. Near-Field Optical Microscope Working on TEM Wave / A.S. Lapchuk,
A.A. Kryuchyn // Ultramicroscopy. — 2004. — Vol. 99(2–3). — . 143–157.
14. Lapchuk A.S. Numerical Simulation of Characteristics of Near-Field Microstrip Probe having
Pyramidal Shape / A.S. Lapchuk, S.-K.Yun, V.Yurlov [et al.] // Journal of the Optical Society of America
A. — 2007. — Vol. 24 (8). — P. 2407–2417.
15. Nanofocusing in a Metal–Insulator–Metal Gap Plasmon Waveguide with a Three-Dimensional
Linear Taper / H. Choo, M.-K. Kim, M. Staffaroni [et al.] // Nature Photonics. — 2012. — Vol. 6. —
P. 838–844.
16. US atent 7327665 B2. Optical Fiber Probe Using an lectrical otential Difference and an Op-
tical Recorder Using the Same / Lapchuk A.S., Choi M.-G.; Samsung Electro-
Mechanics Co., Ltd. — US20050083826; . 4.12.2003; . 5.02.2008.
17. US Patent 7312445 B2. Pyramid-Shaped Near-Field Probe using Surface Plasmon Wave / Lap-
chuk A.S., Jeong H.S., Shin D.I.; Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. —
20060076474; . 13. 04. 2005; . 25.12.2007.
18. Mode Propagation in Optical Nanowaveguides with Dielectric Cores and Surrounding Metal
Layers / A.S. Lapchuk, D. Shin, H.-S. Jeong [et al.] // Applied Optics. — 2005. — Vol. 44. — P. 7522–
7531.
19. Lapchuk A.S. Local Plasmon Resonance at Metal Wedge / A.S. Lapchuk, S.A. Shylo, I.P. Ne-
virkovets // Opt. Soc. of Am. A. — 2008. — Vol. 25(7). — 1535–1540.
20. Novotny L. Light Propagation through Nanometer-Sized Structures: The Two-Dimensional-
Aperture Scanning Near-Field Optical Microscope / L. Novotny, D.W. Pohl, P. Regli // J. Opt. Soc. Am.
A. — 1994. — Vol. 11(6). — P. 1768–1779.
22.07.2013
|