Толмачев Владимир Андреевич

1. Метод моделирования фотонных кристаллов, в основе которого лежит расчет массива спектров отражения для фотонного кристалла в диапазоне факторов заполнения от 0 до 1, фильтрация спектральных данных по определенному критерию и получение карты областей фотонных запрещенных зон в координатах «структура - оптические свойства».
2. Соединение двух сильноконтрастных 1ФК с различными структурными параметрами формирует оптическую гетероструктуру, в которой объединяется от 3-х до 5-ти фотонных запрещенных зон с образованием расширенных спектральных полос высокого отражения.
3. Введение в двухкомпонентную периодическую систему третьей регулярной структуры эквивалентно изменению оптического контраста фотонного кристалла. Третий компонент в 1ФК способствует подавлению определенных ФЗЗ высоких порядков с образованием на карте кроме областей ФЗЗ значительных областей прозрачности, которые на спектрах появляются в виде широких полос пропускания с T > 99 %.
4. Периодическая структура «Si-жидкий кристалл» является управляемым фотонным кристаллом, в котором при приложении электрического поля происходит перестройка молекул нематического жидкого кристалла из разупорядоченного состояния в гомеотропную ориентацию, что приводит к изменению показателя преломления, подстройке оптического контраста фотонного кристалла и соответствующему сдвигу краев фотонных запрещенных зон.
5. Резонатор Фабри-Перо, состоящий из стенок кремния и жидкокристаллической полости, обеспечивает при приложении к нему электрического поля существенную подстройку интерференционных полос, благодаря оптимизированной геометрии компонентов и использованию резонансов высоких порядков.
6. При введении жидкого кристалла в два (или три) определенных периода структуры фотонного кристалла формируются два (или три) резонатора Фабри-Перо, имеющие оптическую толщину полостей 0.8(λ/2), а в фотонных запрещенных зонах на спектре образуется дублет (или триплет) связанных резонансных мод. Положением и видом каждого из пиков дублета (или триплета) связанных мод можно целенаправленно управлять путем независимого изменения двулучепреломления ЖК с помощью электрического поля в заданной полости резонатора, причем возможность подстройки трех связанных резонаторов дает большее число комбинаций дефектных мод на спектре.

1. Perova T.S., Tolmachev V.A., Berwick K. Design of Composite and Multi- Component One-Dimensional Photonic Crystal Structures Based on Silicon // Chapter 11 in book «Nanostructured Semiconductors. From base to applications», Eds. P. Granitzer, K. Rumpf. 2014. Singapure: Pan Stanford Publishing Pte Ltd, P. 453-526 (участие в написании и обсуждении главы); 4,5/1,5 п.л

в рецензируемых изданиях из списка ВАК:

2.Tolmachev V.A., Perova T.S., Ruttle J., Khokhlova E. Design of One-dimensional Photonic Crystals Using Combination of Band Diagrams and Photonic Gap Map Approaches // J.Appl.Phys. –2008. – V. 104. – No.5. – P. 033536 (1-5) (разработка концепции, все расчеты, участие в написании и обсуждении статьи); 0,31/0,06 п.л.

3.Толмачев В.А. Спектры отражения и области запрещенных фотонных зон одномерного фотонного кристалла на основе периодической структуры Si-воздух // Оптика и спектроскопия.–2004. – T. 97. – № 2. – C. 292-296.– 0,31/0,31 п.л.

4.Tolmachev V.A., Perova T.S., Berwick K. Design criteria and optical characteristics of one-dimensional photonic crystals based on periodically grooved silicon // Appl. Opt. 2003. –V.42. – No.3. – P. 5679-5683. (разработка концепции, все расчеты, участие в написании и обсуждении статьи). – 0,31/0,1 п.л.

5.Tolmachev V., Perova T., Krutkova E., Khokhlova E. Elaboration of the gap map method for the design and analysis of one-dimensional photonic crystal structures // Phys. E. Low-dimensional systems and nanostructures. – 2009. – V.41.– P.1122–1126. (разработка концепции, участие в написании и обсуждении статьи). – 0,31/0,08 п.л.

6.Толмачев В.А., Границына Л.С., Власова Е.Н., Волчек Б.З, Нащекин А.В., Ременюк А.Д., Астрова Е.В. Одномерный фотонный кристалл, полученный с помощью вертикального анизотропного травления // Физика и техника полупроводников. – 2002. –Т. 36. – № 8. – C. 996-1000. (участие в постановке задачи, участие в изготовлении образцов, в измерении и анализе спектров, в написании и обсуждении статьи). – 0.31/0.04 п.л.

7.Tolmachev V.A., Perova T.S., Astrova E.V., Volchek B.Z., Vij J.K. Vertically etched silicon as 1D photonic crystal // Phys. stat. solidi (a). – 2003. – V. 197. – No. 2. – P. 544-549. (участие в постановке задачи, все расчеты, участие в изготовлении образцов, в измерении и анализе спектров, в написании и обсуждении статьи). – 0,31/0,06 п.л.

8.Tolmachev V.A., Astrova E.V., Pilyugina Yu.A., Perova T.S., Moore R.A., Vij J.K. 1D photonic crystal fabricated by wet etching of silicon // Optical Materials. – 2005. – V. 28. – No.5. – P. 831-835. (участие в постановке задачи, все расчеты, участие в изготовлении образцов, в измерении и анализе спектров, в написании и обсуждении статьи). – 0,31/0,05 п.л.

9.Tolmachev V. A., Berwick K., Perova T. S. The influence of light beam convergence on the stop-bands of a one-dimensional photonic crystal // Progress In Electromagnetic Research. – 2013. –V. 140. – P. 353-359. (разработка концепции, участие в постановке задачи, все расчеты, в написании и обсуждении статьи). – 0,44/0,15 п.л.

10. Tolmachev V.A., Baldycheva A.V., Berwick K., Perova T.S. Influence of fluctuations of the geometrical parameters on the photonic band gaps in one- dimensional photonic crystals // Progress In Electromagnetic Research. – 2012. – V.126.–P.285-302. (разработка концепции, все расчеты, участие в изготовлении образцов, в измерении и анализе спектров, в написании и обсуждении статьи). – 1,1/0,28 п.л.

11.Baldycheva A., Tolmachev V., Berwick K., Perova T. Multi-channel Si-liquid crystal filter with fine tuning capability of individual channels for compensation of fabrication tolerances // Nanoscale Research Letters. – 2012. – No.7. – P.387(1-7). (участие в постановке задачи, в написании и обсуждении статьи). – 0,5/0,15 п.л.

12.Tolmachev V.A., Perova T.S., Pilyugina J., Moore R.A. Experimental evidence of photonic band gap extension for disordered 1D photonic crystals based on Si // Optics Communications.–2006.–V.259.–No.1.–P.104–106. (разработка концепции, участие в постановке задачи, все расчеты, участие в изготовлении образцов, в измерении и анализе спектров, написании и обсуждении статьи). – 0,3/0,07 п.л.

13.Tolmachev V.A., Perova T.S., Moore R.A. Method of construction of composite one-dimensional photonic crystal with extended photonic band gaps // Opt. Exp.– 2005.–V.13.–No.21.–P. 8433–8441. (разработка концепции, все расчеты, участие в написании и обсуждении статьи). – 0,56/0,19 п.л.

14.Tolmachev V.A., Perova T.S., Berwick K. Design of 1d composite photonic crystals with an extended photonic band gap // J. Appl. Phys. – 2006. – V. 99. – No. 3. P.033507(1-7). (разработка концепции, все расчеты, участие в написании и обсуждении статьи). – 0.31/0.1 п.л.

15.Tolmachev V.A., Baldycheva А.V., Krutkova E.Yu., Perova T.S., Berwick K. Optical characteristics of a one-dimensional photonic crystal with an additional regular layer // Proc.SPIE.–2009.–V.7390.–P.739017(1-10). (разработка концепции, участие в постановке задачи, в части расчетов, в написании и обсуждении статьи). – 0,44/0,09 п.л.

16.Tolmachev V.A., Baldycheva A.V., Dyakov S.A., Berwick K., Perova T.S. Optical contrast tuning in three-component 1D Photonic Crystals // IEEE Journal of Lightwave Technology.–2010.–V.28.–№10.–P.1521-1529. (разработка концепции, участие в постановке задачи, в части расчетов, в написании и обсуждении статьи). – 0,56/0,11 п.л.

17.Baldycheva A.V., Tolmachev V.A., Perova T.S., Berwick K. Design of three-component one-dimensional photonic crystals for alteration of optical contrast and omni-directional reflection // Proc. SPIE.–2010.–V.7713.–P.7713-71(1-11). (разработка концепции, участие в постановке задачи, в части расчетов, в написании и обсуждении статьи). – 0,56/0,14 п.л.

18.Perova T.S., Tolmachev V.A., Baldycheva A. Design of three-component one-dimensional photonic crystals with tuning of optical contrast and regions of transparency // Phys. stat. solidi ( c ). – 2011. – V.8. – No.6. – P.1961-1965. (участие в постановке задачи, в части расчетов, в написании и обсуждении статьи). – 0,31/0,1 п.л.

19.Baldycheva A., Perova T., Tolmachev V. Formation of infrared regions of transparency in one-dimensional silicon photonic crystals // IEEE Photonics Technology Letters.–2011.– V. 23. – No.4. – P. 2000-2002. (участие в постановке задачи, в части расчетов, в написании и обсуждении статьи). – 0,18/0,06 п.л.

20.Baldycheva A., Tolmachev V.A., Perova T.S., Zharova Yu.A., Astrova E.V., Berwick K. Silicon photonic crystal filter with ultra-wide pass-band characteristics // Optics Letters.–2011.–V.36. – No.10. – P.1854-1856. (участие в постановке задачи, в написании и обсуждении статьи). – 0,18/0,03 п.л.

21.Baldycheva A., Tolmachev V.A., Perova T.S., Berwick K., Zharova Yu.A., Astrova E.V. Design, fabrication and optical characterization of multi-component photonic crystals for integrated silicon microphotonics // Proc. SPIE. – 2011. – V. 7943. – P. 79430F(1-11). (участие в постановке задачи, в написании и обсуждении статьи). – 0,31/0,03 п.л.

22.Толмачев В.А. Перестройка запрещенных фотонных зон и спектров отражения одномерного фотонного кристалла на основе кремния и жидкого кристалла // Оптика и спектроскопия.–2005. –Т. 99.–№ 5.– C.799-803. – 0,31/0,31 п.л.

23.Толмачев В.A., Астрова Е.В., Ременюк А.Д., Пилюгина Ю.А., Перова Т.С., Moore R.A. Оптические характеристки одномерных фотонных кристаллов на основе кремния в среднем ИК диапазоне спектра // Известия РАН. cер. Физическая.–2005. – T.69. – № 8. – C.1108-1110. (участие в постановке задачи, в написании и обсуждении статьи). – 0,18/0,03 п.л.

24.Perova T.S., Tolmachev V.A., Astrova E.V., Zharova Ju., O’Neill S.M. Tunable one-dimensional photonic crystal structures based on grooved Si infiltrated with liquid crystal E7 // Phys. stat. solidi. (c).–2007.–V.24.– No.6.–P.1961-1965. (участие в постановке задачи, все расчеты, участие в изготовлении образцов, в измерении и анализе спектров, в написании и обсуждении статьи). – 0,31/0,06 п.л.

25.Tolmachev V.A., Astrova E.V., Perova T.S., Zharova J.A., Grudinkin S.A., Melnikov V.A. Electro-tunable in-plane one-dimensional photonic structure based on silicon and liquid crystal // App. Phys. Lett. – 2007. – V.90. – P.011908(1-3) (разработка концепции, участие в постановке задачи, все расчеты, участие в изготовлении образцов, в измерении и анализе спектров, в написании и обсуждении статьи). – 0,18/0,03 п.л.

26.Tolmachev V.A., Grudinkin S.A., Zharova J.A., Melnikov V.A., Astrova E.V., Perova T.S. Electro-tuning of the photonic band gap in SOI-based structures infiltrated with liquid crystal // Proc. SPIE.–2008. – V.6996. – P.69961Z (1-9). (все расчеты, участие в постановке задачи, участие в изготовлении образцов, в измерении и анализе спектров, в написании и обсуждении статьи). – 0,44/0,07 п.л.

27.Perova T.S., Tolmachev V.A., Astrova E.V. Tunable photonic structures based on silicon and liquid crystals // Proc. SPIE.–2008.–V.6801.– P.68010W(1-15). (участие в постановке задачи, в написании и обсуждении статьи) . – 0,44/0,07 п.л.

28.Tolmachev V.A., Perova T.S., Astrova E.V. Thermo-tunable defect mode in one dimensional photonic structure based on grooved silicon and liquid crystal // Phys. stat. solidi Rapid Research Letters.– 2008. – V.2. – No.3. – P.114-116. (все расчеты, участие в постановке задачи, в изготовлении образцов, в измерении и анализе спектров, в написании и обсуждении статьи). – 0,18/0,06 п.л.

29.Tolmachev V., Perova T, Baldycheva A. Transformation of one-dimensional silicon photonic crystal into Fabry-Pérot resonator // Proc. SPIE. –2011. – V. 7943. – P.79430E(1-9). (разработка концепции, все расчеты, участие в постановке задачи, в изготовлении образцов, в измерении и анализе спектров, в написании и обсуждении статьи). – 0,62/0,21 п.л.

30.Tolmachev V. A., Melnikov V. A., Baldycheva A. V., Berwick K., Perova T. S. Electrically tunable Fabry-Perot resonator based on microstructured Si containing liquid crystal // Progress In Electromagnetic Research. – 2012. – V.122. – P.293-309. (разработка концепции, все расчеты, участие в постановке задачи, в изготовлении образцов, в измерении и анализе спектров, в написании и обсуждении статьи). – 1,0/0,2 п.л.

31. Baldycheva A., Tolmachev V.A., Perova T.S. Fine tunable multy-cavity Si photonic crystal filter // Proc. SPIE.–2012.–V. 8431.–P. 8431OH(1-13). (участие в постановке задачи, в написании и обсуждении статьи). – 0,81/0,27 п.л.