تحلیل موجبرهای نوری سه لایه شامل پلاسمون-پلاریتیون های سطحی با دی الکتریک دارای بهره
چکیده
علم نانو با ورود به دنیای اپتیک امکان ساخت ادوات نوری متنوعی را فراهم آورده است که به دلیل پراش نور دارای محدودیت است. توسعه این علم در دهه های اخیر با استفاده از پلاسمون پلاریتون های سطحی، امکان ساخت طیف جدیدی از ادوات را به وجود آورده است. در این پایان نامه، پلاسمون پلاریتونها در سیستمهای تک لایه و چند لایه مورد بررسی قرار گرفته اند و برای شبیه سازی رفتار فلزات از مدل درود-لورنتس در طول موج 1550 نانومتر بهره گرفته شده است. به دلیل تلفات بالا و ضعف ساختار موجبرهای پلاسمونیک مگنتواپتیک سه لایه، از این موجبرها در کنار دی الکتریک های دارای بهره استفاده شده است تا بر مشکلات طول انتشار اینگونه ساختارها با حفظ ضریب حبس بالای انرژی، غلبه شود. ساختار چهار لایه بدون بهره با ساختار سه لایه مگنتواپتیک مقایسه شده است و برای جبران تلفات این ساختار و افزایش طول انتشار، ایده ترکیب لایه های ساختار چهار لایه در کنار دی الکتریک های دارای بهره مورد بررسی واقع شده است. به منظور تحلیل موجبرهای لایهای پلاسمونیک با استفاده از دیالکتریک های دارای بهره و غیر همسانگرد، رابطه پاشندگی حاکم بر این ساختار با مروری بر روابط پاشندگی ساختار سه لایه محاسبه شده و انتشار در سطح مشترک فلز و محیط دارای بهره تحلیل شده است. spp با توجه به مواد موجود در طبیعت و تحقیقات صورت گرفته در این زمینه، انتخاب دی الکتریک مناسب با توجه به ترکیب لایه ها وساختار مورد نظر، به عنوان عامل مهمی مورد بررسی قرار میگیرد که با ترکیب لایه های موجود در این تحقیق، دی الکتریک گین داری انتخاب می شود که البته این دیالکتریک، تلفات 5 را به مقدار کمی جبران کرده و لازم است از دی الکتریک دیگری برای افزایش طول انتشار استفاده گردد که دی الکتریکی فرضی مطرح می شود که تا حدود قابل قبولی این تلفات را جبران می کند. مرور شده mim امکان سنجی طراحی ایزولاتور پلاسمونیک مگنتواپتیک با استفاده از موجبرهای سه لایه که طول انتشار، عامل محدود کنندهای برای دستیابی به ایزولاسیون بالاست و در بررسی ساختار سه لایه مگنتواپتیک در کنار دیالکتریک های دارای بهره، ضمن غلبه بر محدودیت طول انتشار، میتوان ایزولاتورهای موجبری به عنوان ادوات پلاسمونیک با ابعاد کوچکتر از ادوات فوتونیک کلاسیک که گزارشی از کاربرد آن در ساخت ادوات نوری، ارائه نشده است را پیشنهاد داد