عنوان

بررسی خواص نوری موجبرهای پلاسمونیکی و بهینه‌سازی خواص نوری با استفاده از نانوذرات فلزی

‭۵۱۳۷پ‬

per

بررسی خواص نوری موجبرهای پلاسمونیکی و بهینه‌سازی خواص نوری با استفاده از نانوذرات فلزی

/سروش قندی پارسی

دانشگاه تبریز: دانشکده مهندسی فناوری های نوین

‮‭۱۱۶‬ص‬

چاپی

کارشناسی ارشد

مهندسی فتونیک گرایش نانوفتونیک

‮‭۱۳۸۹/۱۱/۲۰‬

دانشگاه تبریز: دانشکده مهندسی فناوری های نوین

الکترون های آزاد در سطح فلزات را می توان بوسیله امواج نوری تابیده شده) که دارای انرژی و تکانه سازگار هستند (به سطح آنها تحریک نمود.این تحریک می تواند سبب نوسان گروهی الکترون ها و ایجاد امواجی موسوم به پلاسمونهای سطحی گردد.اهمیت این پدیده در اوایل قرن بیستم با مشاهده تغییرات عجیب این امواج در سطح فلز-دی الکتریک در ابعاد نانومتری بارز گشت و سلسله مطالعات گسترده ای بنام پلاسمونیک را پدید آورد.دانشمندان تحقیقات فراوانی را در چگونگی انتشار این امواج و استفاده از خواص این پدیده در ابعاد زیر طول موج انجام و ارائه کرده اند .تحقیق پیش رو به دو بخش اصلی اختصاص یافته است.در بخش نخست به حل نیه تحلیلی مدهای انتشاری در موجبرهای سه لایه پلاسمونیکی پرداخته و نقش عوامل موثر در آن را بصورت مقایسه ای بیان نموده ایم.از رابطه های بدست آمده برای پیش بینی انتشار غیر خطی پالسهای گوسی و گوسی چرپ شده) افت دامنه و پهن شدگی (استفاده نموده ایم .در بخش دوم به شبیه سازی دو بعدی موجبرهای پلاسمونیکی با روش تفاضلهای محدود در حوزه زمان‮‭(FDTD)‬ در نرم افزار مطلب پرداخته ایم .در نهایت با تغییرات اساسی در ساختار لایه موجبری با قرار دادن زنجیره نانو میله های فلزی به افزایش سطح انرژی حبس شده،در حدود ‮‭۱۰‬ درصد، و در نتیجه بهبود راندمان در این ساختارها دست یافته ایم، که نتیجه ای ارزنده و قابل تامل در طراحی قطعات نوری مانندحسگرها و سوییچ ها میباشد.

Free electrons at the surface of metal films can exited by optical beams with matched energy and momentum. This excitation causes collective oscillation for electrons that forms surface plasmon waves. Research in this field started around 20th century when wonderful properties of this waves at metallodielectric interfaces are observed and named plasmonics.This thesis has been organized in two major parts, at first part we have used semi-theoretical analysis of mode propagation through three layered plasmonic waveguides and have studied the role of effective parameters in dispersion relation. Then, we have predicted non-linear Gaussian and chirped Gaussian pulse propagation (amplitude damping and broadening) through these waveguides. In the second part, we have used two dimensional finite difference time domain (FDTD) simulation tools for plasmonic waveguide in order to modify its optical properties such as efficiency with varying in wave guiding layer dimensions and physical properties. At last, we have implemented a chain of metal nanorods to enhance optical confinement factor in these plasmonic waveguides.Our simulation results demonstrated that we can reach to 10 improvement in optical confinement factor in these waveguides. This study can guide us to design more efficient optical devices like sensors and switches.

plasmonics

waveguide

metal nanoparticle

finite difference time domain

قندی پارسی، سروش

رستمی، علی، استادراهنما

گل محمدی، سعید، استادراهنما

یدی پور، رضا، استادمشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی