تحلیل و شبیه سازی کوپلاژ نور از موجبرهای فلز-عایق-فلز به نانو کاواک پلاسمونیک با روش fdtd
چکیده
اندازه ی المان های مجتمع نوری در قرن 21 به ابعاد الکترون ها و طول موج های مادون قرمز رسیده است. در حوزه ی الکترونیک این مطلب بیانگر آن است که ساختارهای آینده با استفاده از اثرات مبنایی کوانتوم همچون کوانتایی سازی بار و هدایت در ابعاد پهلویی کمتر از nm 10 طراحی می شوند. ابتدا ساختارهای مجتمع نوری همچون موجبرها و میکرو تشدیدگرها به یک مانع غیرقابل عبور که همان حد پراش است، مواجه شدند که برای طول موج های فروسرخ نزدیک و مرئی در حدود چند صد نانومتر است. به منظور کاهش این فاصله ی ابعادی بین ساختارهای مجتمع میکروالکترونیک و فوتونیک باید به گونه ای بر این محدودیت غلبه کرد. این محدودیت ها استفاده از هندسه هایی با زاویه های تند و شعاع های خمش کمتر از طول موج نور، ومجتمع کردن کردن ساختارهای نوری را بسیار مشکل ساخته بود. با ظهور تحقیقات بر روی حوزه ی پلاسمونیک، پلاسمون های سطحی و پلاسمون های پلاریتون، امید هایی برای حل این محدودیت ها توسط این پدیده به وجود آمد. در فصل اول ابتدا تاریخچه ی کوتاهی از علم پلاسمونیک را بیان می کنیم، سپس پلاسمون های سطحی، پلاسمون ها سطحی پلاریتون و پلاسمون های سطحی محلی وکاربردهایشان را معرفی و در پایان آشنایی مختصری با خواص الکترومغناطیس فلزات پیدا می کنیم. در فصل دوم مروری کوتاه بر روش عددی که در این پایان نامه استفاده شده است، می کنیم. در فصل سوم نتایج تحلیلی و عددی حلقه های تشدید و به خصوص حلقه های تشدید پنجره ای که موضوع اصلی این پایان نامه است، می پردازیم و در فصل چهارم نتایج و ایده های جدیدی برای ساختارهای حلقوی پلاسمونیک ارائه خواهد شد.