دستیابی به ضریب شکست منفی غیرحساس به پلاریزاسیون در بلورهای فوتونی
General Material Designation
[پایاننامه]
First Statement of Responsibility
/منصور زارعمنش
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی برق
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۸
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۰۵ص.
Other Physical Details
:
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان: فارسی
Text of Note
زبان چکیده: فارسی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
NOTES PERTAINING TO PHYSICAL DESCRIPTION
Text of Note
مصور، جدول، نمودار
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی برق- الکترونیک- افزارههای میکرو و نانوالکترونیک
Date of degree
۱۳۹۸/۰۶/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
مفهوم ضریبشکست منفی برای اولینبار در سال ۱۹۶۸ توسط وسلاگو مطرح شد و بعد از گذشت حدود ۳۰ سال، پندری در سال ۱۹۹۹ برای اولینبار این پدیده را با استفاده از فراماده( که دارای ضریبگذردهی و مغناطیسی منفی بهازای طول موج-های خاصی هستند) نشان داد .ابرمنشوری، تصویرسازی زیر طولموج و پنهانسازی ازجمله کاربردهای شکست منفی هستند .دستیابی به ضریبشکست منفی با استفاده از فرامواد دارای محدودیتهایی همچون تلفات بالا و کارکرد در محدودهی طولموجی مشخص است .روش دیگر برای دستیابی به مفهوم ضریبشکست منفی در کنار حل چالشهای فوق، استفاده از بلورهای فوتونی است .بلورهای فوتونی ساختارهای پریودیک از مواد دیالکتریک با ضرایبشکست متفاوت هستند و بدلیل ماهیت چند پارامتریبودن و مقیاسپذیری، امکان عملکرد در بازهی وسیعی از طولموجها را خواهند داشت .ابزار مطالعه برای ضریبشکست منفی در بلورهایفوتونی تحلیل ساختار باند و کانتورهای همبسامد با استفاده از روش بسط امواج تخت (PWE) است .هدف این پژوهش، بررسی بلورهایفوتونی برای دستیابی به ضریبشکست منفی غیرحساس به قطبیدگی است و برای این هدف از نرمافزار آرسافت استفاده شدهاست .همچنین، نتایج بدست آمده از کانتورهای همبسامد با استفاده از روش تفاضلات محدود حوزهی زمانی (FDTD) مورد بررسی بیشتری قرار گرفتهاند .در این پژوهش، ابتدا یک ساختار بلور فوتونی نوع میله با شبکه مربعی متشکل از مادهای با ضریبشکست بالا جهت دستیابی به شکست منفی تمامزاویه برای قطبیدگی TE مورد بررسی قرار گرفته و بیشترین پهنای بسامدی شکست منفی تمامزاویه ۸/۸ در بین ساختارهای مربعی گزارش شده، بدست آمدهاست .در گام بعدی، ساختار بلور فوتونی با شبکه ششضلعی جهت دستیابی به شکست منفی تمامزاویه برای تصویرسازی زیر طولموج بهازای مادههای سیلیکون و سرب تلوراید مورد بررسی قرار گرفتهاست .پهنای بسامدی شکست منفی تمامزاویه برای ساختار با استفاده از سرب تلوراید، ۳۱ و با استفاده از سیلیکون ۲۶ محاسبه شدهاست .همچنین FWHM تصویر تشکیل شده از این دو نوع ماده بهازای ضرایبشکست پایین و بالا بهترتیب برابر با ۰/۳۷ و ۳۸ /۰محاسبه شدهاست .در ادامه، یک ساختار با شبکه مورب بهمنظور دستیابی به شکست منفی تمامزاویه و غیرحساس به قطبیدگی مورد بررسی قرار گرفتهاست که در دو نوع میله و حفره مورد مطالعه قرار گرفتهاست .ساختار نوع میله، شکست منفی تمامزاویه را در باند دوم بهازای قطبیدگی TM در پهنای بسامدی ۲۰ نتیجه میدهد .در ساختار نوع حفره شبکه مورب، شکست منفی غیرحساس به قطبیدگی با پهنای بسامدی ۱۰/۶ بهازای زاویههای برخوردی بزرگتر از ۲۰ درجه بدست آمدهاست .نهایتا، با استفاده از شبکه مربعی نوع حفره، شکست منفی تمامزاویه غیرحساس به قطب
Text of Note
negative refraction (NR) phenomenon has been first introduced by veselogo in 1968. The frist demonstration of NR has been conducted by pendry after about 30 years in 1999. NR includes application such as super-prism, subwavelength imaging and invisibilty clocking achieving NR by meta materials has challenges such as induced losses and limited operation frequency range. An alternative method to achieve NR is to use photonic crystals (PCs). PCs are periodic arrangement of macroscopic dielectric materials which provide large degree of freedomin design due to its scalability characteristic. Since the NR is and in-band property in PCs, equal frequency contour (EFC) analysis is required to study the presented structures. Using Rsoft software the proposed structure are analysed by plane wave expansion (PWE) method. The aim of the current study is to obtain polarization-insensitive NR (PINR). To prove the results of PWE method, finite difference time domain (FDTD) analysis has been carried out. In this study, a 2D rod-type square array PC with high dielectric constant has been regarded, and the all angle NR (AANR) has been achived for TE polarization in a bandwidth of 8.8. Also, a 2D hexagonal lattice PC comprised of Si (PC1) and PbTe (PC2) has been investigated to achaive AANR and sub-wavelength imaging in IR and Mid-IR range in a bandwidth of 26 and 31 , respectively. The corresponding FWHM obtained by PC1 and PC2 are 0.39 and 0.37, respectively. Furthermore, the hole- and rod-type structure for TM polarization in a bandwidth of 20 . The hole-type diagonal array presented PINR in a bandwidth of 10.6 for i>20o. Finally, a 2D hole-type square array composite of PbTe provided all angle polarization insensitive NR in a bandwidth of 2.4 in its first band.