Список условных сокращений ...................................... 7
Предисловие ..................................................... 8

Глава 1  Фотонные кристаллы .................................... 13
1.1  Элементы кристаллооптики .................................. 13
     1.1.1  Виды кристаллов .................................... 13
     1.1.2  Обратная решетка кристаллов ........................ 16
     1.1.3  Зоны Бриллюэна ..................................... 18
1.2  Отражение от тонких пленок и отражение Брэгга ............. 20
     1.2.1  Просветление оптики. Тонкие пленки ................. 20
     1.2.2  Отражение Брэгга ................................... 21
     1.2.3  Показатель преломления для рентгеновских лучей ..... 24
     1.2.4  Закон дисперсии как функции волнового числа ........ 29
     1.2.5  Простейшие фотонные кристаллы ...................... 30
     1.2.6  Волновая теория фотонных кристаллов ................ 31
     1.2.7  Нормальное падение электромагнитной волны на
            границу раздела двух диэлектриков .................. 32
     1.2.8  Теорема Блоха ...................................... 37
     1.2.9  Спектр пропускания периодической среды ............. 39
     1.2.10 Периодические слоистые среды ....................... 44
     1.2.11 Блоховские волны и зонная структура ................ 47
     1.2.12 Брэгтовское отражение в периодических слоистых
            структурах ......................................... 52
     1.2.13 Сравнение дисперсии электронов в обычных
            кристаллах и фотонов в фотонных кристаллах
            Источники к главе 1 ................................ 60

Глава 2  Фотоннокристаллические и квантоворазмерные
устройства
2.1  Фотоннокристаллическое волокно ............................ 62
     2.1.1  Брэгговские одномерные фотоннокристаллические ОВ ... 62
     2.1.2  2-х мерное фотоннокристаллическое ОВ со сплошной
            сердцевиной  ....................................... 64
     2.1.3  2-х мерное фотоннокристаллическое ОВ с полой
            сердцевиной  ....................................... 68
     2.1.4  Фотоннокристаллические соединители ................. 70
2.2  Элементы интегрально-оптические схем на фотонных
     кристаллах ................................................ 70
     2.2.1  Оптические волноводы и разветвители ................ 70
     2.2.2  Фотоннокристаллические линии задержки .............. 73
     2.2.3  Фотоннокристаллические резонаторы .................. 77
     2.2.4  Фотоннокристаллические модуляторы .................. 79
2.3  Активные фотоннокристаллические и квантоворазмерные
     устройства
     2.3.1  Лазеры на фотоннокристаллическом волокне ........... 85
     2.3.2  Лазеры с фотоннокристаллическими резонаторами ...... 87
     2.3.3  Мощные квантоворазмерные лазеры .................... 91
     2.3.4  Мощные высокочастотные фотодетекторы и
            фотодетекторы с нулевым напряжением смещения ....... 95
       2.3.4.1  Мощные высокочастотные фотодетекторы ........... 95
       2.3.4.2  Высокочастотные фотодетекторы с нулевым
                напряжением смещения
     2.3.5  Фотодетекторы на основе графенов .................. 108
     2.3.6  Мощные квантоворазмерные усилители ................ 110
     Источники к главе 2 ...................................... 112

Глава 3  Резонаторы на модах «шепчущей галереи» ............... 120
3.1  Основные процессы в WGM резонаторе ....................... 120
3.2  Коэффициент связи оптического волновода и WGM ............ 120
     резонатора
3.3  Коэффициент передачи WGM резонатора ...................... 124
3.4  Применение нанотехнологии для улучшения параметров
     WGM резонаторов ..........................................
3.5  Нанофотонные устройства на основе WGM резонаторов ........ 128
     3.5.1  Нанофотонные WGM фильтры .......................... 128
     3.5.2  Нанофотонные WGM линии задержки ................... 129
     3.5.3  Нанофотонные WGM модуляторы ....................... 131
3.6  Некоторые специальные функции для описания мод в WGM 
     резонаторах .............................................. 137
3.7  Другие типы нанофотонных модуляторов ..................... 139
     3.7.1  Электроабсорбционные оптические модуляторы ........ 139
     Источники к главе 3 ...................................... 146

Глава 4  Антенны на основе принципов нанофотоники ............. 148
4.1  Антенны на основе электромагнитных кристаллов ............ 148
     4.1.1  Планарные полосковые (пач и фрактальные) -
            антенны на основе EBG-структур .................... 151
     4.1.2  Дипольные антенны ................................. 156
     4.1.3  Рупорные антенны и другие типы антенн ............. 162
     4.1.1  Антенные решетки с излучателями разных типов ...... 164
     4.1.5  Дециметровые антенны с EBG-структурами ............ 173
4.2  Диэлектрические антенны на основе WGM резонаторов ........ 176
     Источники к главе 4 ...................................... 186

Глава 5  Аппаратура радиолокационных систем на основе
нанофотоники
5.1  Аналоговые фотонные сети ................................. 197
     5.1.1  Основные требования и параметры аналоговых ВОЛС
           (АВОЛС) ............................................ 197
5.2  Структура и основные характеристики АВОЛС ................ 200
     5.2.1  Анализ основных факторов фазовой нестабильности в
            многоканальных волоконно-оптических системах
            разводки СВЧ сигналов АФАР ........................ 201
     5.2.2  Анализ температурного дрейфа фазочастотных
            характеристик и временной задержки сигнала в
            гетеролазерах малой мощности ...................... 211
     5.2.3  Анализ температурного дрейфа фазочастотных
            характеристик и временной задержки сигнала в
            гетеролазерах большой мощности .................... 226
       5.2.3.1  Анализ статических и динамических
                характеристик мощных квантоворазмерных
                гетеролазеров ................................. 228
       5.2.3.2  Температурный дрейф АЧХ и ФЧХ мощных
                квантоворазмерных лазеров при модуляции СВЧ
                сигналом ...................................... 239
     5.2.4  Минимизация амплитудно-фазового шума
            посредством оптимизации по шумам режимов работы
            входных каскадов фотоприемников и повышения
            коэффициента передачи ВОЛС ........................ 249
       5.2.4.1  Исследование возможности уменьшения
                фазового шума за счет оптимизации режимов
                работы входных каскадов фотоприемников ........ 250
       5.2.4.2  Оптимизация шумовых характеристик
                предусилителей аналоговых фотоприемных
                устройств ..................................... 252
       5.2.4.3  Оптимизация шумовых характеристик
                предусилителей цифровых фотоприемных
                устройств ..................................... 261
       5.2.4.4  Исследование возможности уменьшения фазового
                шума за счет повышения коэффициента передачи
                АВОЛС ......................................... 267
     5.2.5  Анализ фазостабильных волоконно-оптических
            линий для систем фазовой синхронизации АФАР ....... 279
     5.2.6  Анализ структур многоканальных систем
            фазостабильной .................................... 287
     5.2.7  Основные характеристики многоканальной
            волоконно-оптической фазостабильной разводки СВЧ
            сигналов АФАР ..................................... 298
     5.2.8  Основные характеристики сверхширокополосной
            волоконно-оптической разводки СВЧ сигналов для
            АФАР СКИ .......................................... 314
5.3  Нанофотонные системы сканирования в ФАР и АФАР ........... 325
5.4  Приемно-передающие модули на основе нанофотоники ......... 352
     5.4.1  Анализ современного состояния, проблематики
            разработки современных приемно-передающих модулей
            АФАР и основных требований к ним .................. 351
     5.4.2  Анализ основных требований к перспективным
            приемно-передающим модулям АФАР на основе
            аналоговой нанофотоники ........................... 359
     5.4.3  Облик приемно-передающего модуля АФАР на основе
            аналоговой нанофотоники ........................... 361
     5.4.4  Функциональная схема РОАМ ......................... 363
     5.4.5  Структурая схема РОАМ на основе аналоговой
            нанофотоники ...................................... 364
     5.4.6  Анализ режимов работы элементов и устройств
            нанофотоники в РОАМ ............................... 369
     5.4.7  Сравнение эффективности применения нанофотонных и
            электронных ППМ по критерию качества АФАР
            Источники к главе 5 ............................... 385

Глава 6  Радиолокационные системы на основе нанофотоники ...... 400
6.1  Применение фотоники и нанофотоники в космических
     радиолокационных системах ................................ 403
     6.1.1  Топографический радар космического базирования
            SRTM .............................................. 403
6.2  Применение фотоники и нанофотоники в наземных
     радиолокационных системах ................................ 409
     6.2.1  Оптически управляемые РЛС с АФАР .................. 409
6.3  Применение фотоники и нанофотоники в авиационных
     радиолокационных и телекоммуникационных системах ......... 409
6.4  Применение фотоники и нанофотоники в морских
     радиотехнических и радиолокационных системах ............. 417
     6.4.1  Корабельные системы радиомониторинга .............. 419
     6.4.2  Радиолокационные корабельные системы .............. 421
     Источники к главе 6 ...................................... 424

Глава 7  Перспективы развития нанофотоники .................... 426
7.1  Экономические аспекты развития нанофотоники .............. 426
7.2  Применение нанонофотоники в ЖКХ. Нанофотонные тепловые
     сети ..................................................... 430
7.3  Орбитальные фотонные кристаллы ........................... 438
     Источники к главе 7 ...................................... 440

Выводы ........................................................ 444