بررسی و تحلیل ساختارهای انعکاس دهنده برگ در حوزه پلاسمونیک برای کاربرد قطعات پسیو

بررسی و تحلیل ساختارهای انعکاس دهنده برگ در حوزه پلاسمونیک برای کاربرد قطعات پسیو
بررسی و تحلیل ساختارهای انعکاس دهنده برگ در حوزه پلاسمونیک برای کاربرد قطعات پسیو
290,000 ریال 
تخفیف 15 تا 30 درصدی برای همکاران، کافی نت ها و مشتریان ویژه _____________________________  
وضعيت موجودي: موجود است
تعداد:  
افزودن به ليست مقايسه | افزودن به محصولات مورد علاقه

تعداد صفحات : 185 صفحه _ فرمت word_ دانلود مطالب بلافاصله پس از پرداخت آنلاین

چکیده
در طراحی مدارمجتمع نوری، حد پراش کوچک¬سازی عناصر نوری را محدود می¬کند. پلاسمون پلاریتون¬های سطحی که در سطح مشترک فلز و دی الکتریک انتشار می¬یابند بر این محدودیت غلبه می¬کنند. یکی از موضوعاتی که در این پایان نامه مطالعه می شود بررسی آزمایشگاهی موجبرهای صفحه ای و کانالی دی¬الکتریک-فلز-دی¬الکتریک پلاسمونیک با ساختار پلیمر-نقره-منشور است. موج پلاسمونیک به روش معروف تزویج به وسیله منشور تحریک شد. یک روش آزمایشگاهی ساده نیز برای اندازه¬گیری طول انتشار موج پلاسمونیک نیز معرفی شد. یک پدیده جالب که در آزمایش¬ها مشاهده شد اثرات پراکندگی امواج سطحی پلاسمونیک در انتهای نوار نقره بودکه یک ناپیوستگی را ایجاد می کند. این پدیده می¬تواند برای تزویج بین موجبرهای معمولی سه بعدی با موجبرهای پلاسمونیک استفاده شود. در حال حاضر این موضوع تحت بررسی برای طراحی تزویجگر های هایبرید پلاسمونیک است. علاوه¬بر این در این پایان¬نامه، ساختارهای متناوب برگ که به عنوان انعکاس¬دهنده و فیلتر در مدارهای نوری کاربرد دارند مطالعه می¬شوند. ساختارهای هایبرید پلاسمونیک برای طراحی و شبیه¬سازی انعکاس-دهنده¬های برگ استفاده شد. انعکاس¬دهنده¬های هایبرید پلاسمونیک بر پایه توری¬های سینوسی و دندانه اره¬ای بررسی و  با توری مستطیلی که پیش از این معرفی شده است مقایسه شد. نشان داده می¬شود که توری دندانه اره ای در مقایسه سه توری با هم،  مشخصات بهتری از خود نشان می دهد و این توری در مقایسه با توری¬های مستطیلی و سینوسی دارای اعوجاج باند عبور کمتر و عرض باند قطع باریکتری را ایجاد می¬کند. همچنین نشان داده می¬شود توری سینوسی که می¬تواند به¬راحتی با تکنیک¬های هولوگرافی ساخته شود، در مقایسه با توری مستطیلی دارای اعوجاج باند عبور کمتر و عرض باند قطع باریکتری است. علاوه بر این، عملیات آپودیزیشن توری دندانه اره¬ای هایبرید پلاسمونیک بررسی شد و مشخص شد که با استفاده از این تکنیک می¬توان به کاهش بیشتر اعوجاج در باند عبور و عرض باند قطع رسید.
کلیدواژگان: پلاسمونیک، پلاسمون سطحی، موجبر، فیلتر، انعکاس دهنده برگ.
 

فهرست مطالب

فصل اول:    مقدمه2
1-1         مقدمه و اهمیت موضوع2
1-2          مروری بر تاریخچه5
1-3          پلاریتون و پلاسمون پلاریتون سطحی7
1-4           پلاسمونیک و اصصل عدم قطعیت (حد پراش9

فصل دوم:     مبانی نظری ساختارهای پلاسمون پلاریتون سطحی14
2-1           معادلات ماکسول و انتشار امواج الکترومغناطیسی14
2-2           تابع دی‌الکتریک مدل گاز الکترون آزاد فلزات19
2-3            مقایسه تابع دی‌الکتریک فلزات واقعی با تابع دی‌الکتریک مدل پلاسما....23
2-4            بررسی پلاسمون پلاریتون‌های سطحی در مرز فلز-عایق27
2-4-1    معادله موج27
        2-5             رابطه پاشندگی پلاسمون پلاریتون‌های سطحی32
2-6             گسترش فضایی امواج SPPs38
2-6-1           عمق نفوذ پلاسمون‌های سطحی40
2-6-2             طول انتشار پلاسمون¬های سطحی41
2-7              بررسی خواص SPPs در سیستم‌های چند لایه43
2-8              تحریک امواج پلاسمون سطحی در مرزهای مسطح51
2-8-1تزویج به کمک منشور(یا به روش بازتابش تضعیف شده کامل (ATR52
2-8-2              تزویج با استفاده از توری58
2-8-3               تحریک با استفاده از پرتوهای به شدت کانونی شده61
2-8-4               تحریک بوسیله میدان نزدیک63
2-8-5              روش‌های تزویج کردن مناسب پلاسمونها برای مدارات مجتمع از ادوات پلاسمونیکی و فوتونیکی 65
2-9              ساختارهای هایبرید پلاسمونیک67
2-9-1              موجبرهای هایبریدپلاسمونیک: ترکیبی از موجبر دی¬الکتریک و موجبرپلاسمونیک69
2-9-2              تحلیل نظری موجبرهای هایبرید پلاسمونیک71
2-9-2-1               توضیح ساختار و روش آنالیز ساختار یک بعدی72
2-9-2-2               تحلیل موجبر دو بعدی هایبرید پلاسمونیک78
2-9-2-3               روش آنالیز و چند تعریف مهم81
عنوان    صفحه
2-9-2-4                اثر تغییرات برخی پارامترها بر روی میزان بهبود موجبر هایبرید پلاسمونیک82
2-10            بازتابشکننده یا فیلتر برگ در کاربردهای پلاسمونیک86
2-10-1            ساختار فیلترهای برگ IMI89
2-10-2            ساختار فیلترهای برگ MIM94
2-10-3            ساختار فیلترهای برگ هایبرید پلاسمونیک97
فصل سوم: ساخت موجبرهای پلاسمونیکی و ایده¬ای برای اندازه¬گیری طول انتشار پلاسمون¬ها107
3-1             شبیه سازی ساختار موجبر IMIصفحه ای101
3-2             ساخت موجبر صفحهای IMI (هوا –نقره-سیلیکا)106
3-2-1              تحریک پلاسمون¬های سطحی در موجبر صفحه¬ای107
3-3              ساخت موجبر کانالی و تحریک پلاسمون های سطحی در آنها111
3-3-1                ساخت موجبر کانالی پلاسمون سطحی (سیلیکا-نقره-هوا)...112
3-3-2                تحریک پلاسمون ها بر روی موجبر کانالی و مشاهده زاویه تزویج116
3-4              طراحی روشی برای اندازهگیری طول انتشار در ساختارهای IMI پلاسمونیک117
3-4-1                 روش و چیدمان اندازه گیری کننده کمره بیم تحریک کننده پلاسمونهای سطحی (بیم رسیده به قاعده منشور119
3-4-2                 ساختار پیشنهادی برای اندازهگیری طول انتشار پلاسمون¬های
سطحی121
3-4-3                 تزویج نور به موجبر پلیمری به کمک منشور(بدون لایه نشانی).127
3-4-4                  بحث و بررسی داده¬ها و نتایج آزمایش130
3-4-5                  راهکارهای افزایش دقت در روش پیشنهادی اندازه¬گیری طول انتشار131
فصل چهارم:  شبیه¬سازی انعکاس¬دهنده برگ هایبرید پلاسمونیک134
4-1           شبیه سازی انعکاس¬دهنده برگ هایبرید پلاسمونیک با پروفایل مستطیلی138
4-2           شبیه سازی انعکاس¬دهنده برگ هایبرید پلاسمونیک با پروفایل سینوسی.140
4-3           شبیه سازی انعکاس¬دهنده برگ هایبرید پلاسمونیک با پروفایل دندانه اره-ای145
4-4           شبیه سازی کاهش اعوجاج در انعکاس¬دهنده برگ هایبرید پلاسمونیک با پروفایل دندانه اره¬ای149

فصل پنجم:  نتیجه¬گیری و پیشنهادات153
مراجع155
 

فهرست جدول¬ها

جدول ‏2 1: اثرات تغییر در ابعاد مختلف موجبر بر روی مشخصه¬های آن84
جدول ‏3 1: مشخصات محیط¬های ساختار کرشمن در شبیه-سازی102
جدول ‏3 2: مقادیر زاویه¬های تزویج و طول انتشار اندازه¬گیری شده در آنها131
جدول ‏4 1: مقادیر محاسبه شده قسمت حقیقی ضریب شکست موثر برای مد هایبرید ساختار، براساس ضخامت لایه گپ و ارتفاع لایه سیلیکن136


فهرست شکل¬ها

شکل ‏1 1: نمودار فراوانی تعداد مقالات چاپ شده در مجله NATURE در مباحث پلاسمون و فوتونیک کریستال7
شکل ‏1 2: سطح عدد موج برای (a)یک امواج اپتیکی سه بعدی (b) امواج اپتیکی دو بعدی10
شکل ‏1 3: نمونه¬ای از امواج اپتیکی دو بعدی11
شکل ‏2 1: تابع دی الکتریک (2-26)گاز الکترون آزاد (منحنی پیوسته) و نتایج حاصل از اندازه¬گیری¬های جانسون و کریستی(منحنی¬های نقطه چین).گذار های بین باندی اعتبار مدل درود را در فرکانس¬های مرئی و بالاتر محدود می-کند[8

[24
شکل ‏2 2: قسمت حقیقی(نمودار سمت چپ) و قسمت موهومی(نمودار سمت راست) مربوط به فلز طلا متناظر با معادله (2-2625
شکل ‏2 3: قسمت های حقیقی و موهومی فلز نقره. منحنی نقطه چین نتایج حاصل از اندازه گیری جانسون و کریسیتی و منحنی پیوسته نتایج حاصل از مدل درود را نشان می دهد[8[25
شکل ‏2 4: ساختار یک موجبر مسطح که در آن موج در دستگاه مستطیلی در راستای x منتشر می شود29
شکل ‏2 5: مرز مشترک بین یک فلز و یک دی¬الکتریک ساده¬ترین ساختار برای انتشار SPPs است33
شکل ‏2 6: منحنی پاشندگی برای سطح مشترک یک فلز با مدل درود با ضریب خاموشی ناچیز و دی¬الکتریک هوا(منحنی خاکستری رنگ) و دی الکتریک سیلیکا(منحنی سیاه رنگ)37
شکل ‏2 7: رابطه پاشندگی SPPs در مرز نقره-هوا (منحنی خاکستری رنگ) و نقره-سیلیکا (منحنی سیاه رنگ)، با درنظر گرفتن قسمت موهومی تابع دی¬الکتریک نقره[8]42
شکل ‏2 8: ساختار یک سیستم سه لایه که در آن یک لایه نازک(محیط ) بین دو لایه ضخیم(محیط  و محیط ) قرار گرفته است43
شکل ‏2 9: نمایش مولفه x میدان الکتریکی برای مدهای زوج و فرد47
شکل ‏2 10: منحنی پاشندگی مدهای فرد و زوج برای ساختار سه لایه هوا-نقره-هوا با ضخامت لایه فلزی 100nm (منحنی نقطه چین خاکستری رنگ) و با ضخامت 50nm (منحنی نقطه چین سیاه رنگ). همچنین منحنی پاشندگی ساختار پایه نقره-هوا (منحنی پیوسته). برای تابع دی-الکتریک نقره از مدل درود با ترم موهومی ناچیز استفاده شده است48
شکل ‏2 11: منحنی پاشندگی برای مد تزویج شده اصلی در ساختار سه لایه نقره-هوا-نقره با ضخامت لایه هوا میانی 100 nm (منحنی نقطه چین خاکستری رنگ) و 50 nm (منحنی نقطه چین سیاه رنگ) و 25 nm (منحنی پیوسته سیاه رنگ). همچنین منحنی پاشندگی پلاسمون سطحی در یک سطح مشترک نقره-هوا (منحنی پیوسته خاکستری رنگ) و خط پاشندگی نور در هوا (خط خاکستری رنگ) رسم شده است50
شکل ‏2 12: بازتاب کامل نور در داخل منشور. منشور یک محیط عایق یا تابع دیالکتریک  است که اطراف آن هوا یا خلا با تابع دیالکتریک  است53
شکل ‏2 13: (a) ساختار اتو. یک لایه نازک هوا بین منشور و سطح فلز وجود دارد. (b) منحنی پاشندگی یک سطح مشترک نقره-هوا همراه با خط پاشندگی در هوا (خط چین) و در محیط
شماره و عنوان    صفحه
منشوری که از جنس سیلیکا (نقطه چین) است. در نقطه A یک مد SPP با بردار موج   توسط نوری با فرکانس   و زاویه تابش   تحریک شده است54
شکل ‏2 14: (a) ساختار کرشمن-ریچر. فلز بر روی منشور لایه نشانی شده است. (b) منحنی پاشندگی سطح مشترک نقره-هوا و نقره-منشوهمراه با خط پاشندگی نور در هوا (خط چین) و در منشور از جنس سیلیکا (نقطه چین). نور تابشی می تواند یک مد SPP را در نقطه Aتحریک کند55
شکل ‏2 15: دیاگرام برداری فرایند تزویج نور روی سطح فلز به کمک توری  .....60
شکل ‏2 16: دیاگرام برداری فرایند دکوپلینگ نور از سطح فلز به کمک توری60
شکل ‏2 17: ساختاری برای تحریک پلاسمون¬های سطحی با استفاده از میکروسکوپ شیء و آشکار کردن آن از طریق امواج نشتی62
شکل ‏2 18: (a) شدت امواج نشتی ناشی از تحریک توسط میدان با قطبشTM که نشان دهنده انتشار پلاسمونهای سطحی از نقطه تحریک است. (b) با توجه به اینکه تحریک توسط میدان با قطبش TE است تحریک پلاسمونها انجام نشده است63
شکل ‏2 19: تحریک پلاسمون¬های سطحی با استفاده از میدان¬های نزدیک یک روزنه با ابعاد کوچکتر از طول موج64
شکل ‏2 20: یک چیدمان معمول برای اعمال یا اندازه گیری میدان نزدیک یک روزنه با ابعاد کوچکتر از طول موج که برای تحریک و اندازه¬گیری پلاسمون¬های سطحی استفاده می¬شود. (a) تصویر  SEM از روزنه یک پروب. (b)و(c) دو چیدمان معمول از تحریک و آشکارسازی پلاسمون¬های سطحی از طریق نور منتشر شده داخل زیرلایه در میدان دور . (d)تصویر یک لایه نازک نقره65
شکل ‏2 21: تحریک پلاسمون¬های سطحی منتشر شده بر روی سطح موجبر پلاسم.نیک با استفاده از روش Fiber Taper. شدت توان انتقالی از فیبر در طول موج 1590 nm به شدت
شماره و عنوان    صفحه
کاهش یافته که ناشی از تحریک پلاسمون¬ها است67
شکل ‏2 22: (a) نمایی از موجبر هایبرید. (b)و(c)توزیع چگالی توان بهترتیب برای مد TM و TE ابعاد موجبر برابر   است. (d) توزیع چگالی توان برای مد TM با ابعاد  . طول موج نور 1550nm است70
شکل ‏2 23: چگونگی ایجاد یک مد هایبرید با تزویج مدهای دی¬الکتریک و پلاسمون سطحی. (a)ساختار موجبر (b) چگالی توان نرمالیزه شده. در این ساختار ابعاد چنین است:  . طول موج نورنیز 1550nm می-باشد72
شکل ‏2 24: مقایسه توزیع چگالی توان نرمالیزه شده برای مد هایبرید و مد پلاسمون سطحی با تلف انتشاری یکسان73
شکل ‏2 25: ساختار پایه موجبر هایبرید پلاسمونیک77
شکل ‏2 26: (a)ساختار موجبر هایبرید پلاسمونیک دو بعدی. (b)چگالی توان نرمالیزه شده در موجبر79
شکل ‏2 27: ساختارهای گوناگون هایبرید پلاسمونیک که در سال¬های اخیر معرفی شده-اند80
شکل ‏2 28: اثرات تغییرات عرض موجبر و ارتفاع لایه گپ برای  . (a) قسمت حقیقی ضریب شکست موثر (b) طول انتشار بر حسب میکرومتر (c) اندازه مد83
شکل ‏2 29: اثرات تغییرات عرض موجبر و ارتفاع لایه گپ برای  . (a) قسمت حقیقی ضریب شکست موثر (b) طول انتشار بر حسب میکرومتر (c) اندازه مد83
شکل ‏2 30: تغییرات (a) اندازه مدی (b)طول انتشار و قسمت حقیقی ضریب شکست موثر  بر حسب تغییر طول موج برای موجبر هایبرید پلاسمونیک با ابعاد  85
شکل ‏2 31: نمایی از ساختار و عملکرد فیلتر برگ در طول موج¬های باند عبور و باند قطع86
شکل ‏2 32: گستره طیفی بازتابشی یک فیلتر برگ برحسب طول¬موج و نوار گاف مرکزی آن88
شکل ‏2 33: گستره طیفی بازتابشی یک فیلتر برگ با یک نقص در مرکز آن برحسب طول¬موج و  تشکیل یک حفره تشدید در مرکز نوار گاف آن89
شکل ‏2 34: ساختارهای فیلتر برگ IMI  (a)توری گاف فلزی. (b) توری عرض پله ای نوار فلزی و (c) تعریف مشخصات دوره تناوب آن90
شکل ‏2 35: پاسخ طیفی فیلتر برگ IMI گاف فلزی در طول توری¬های مختلف (a)منحنی انتقال (b)منحنی بازتابش92
شکل ‏2 36: پاسخ طیفی فیلتر برگ IMI عرض پله ای نوار فلزی در طول توری¬های مختلف (a)منجنی انتقال (b)منحنی بازتابش93
شکل ‏2 37: دو ساختار معمول فیلتر برگ MIM. (a) ساختار توری گاف دی¬الکتریک (b) ساختار توری پله¬ای نوار دی-الکتریک94
شکل ‏2 38: (a) ساختار یک دوره تناوب توری گاف دی¬الکتریک (b) ساختار یک دوره تناوب توری پله¬ای نوار دی¬الکتریک (c) تابع انتقال آنها بر اساس مشخصات ابعادی مختلف ساختار MIM96
شکل ‏2 39: ساختار فیلتر برگ هایبرید پلاسمونیک همراه با نمایش یک دوره تناوب آن.........98
شکل ‏2 40: نمودار طیف انتقال برحسب طولموج فیلتر برگ هایبرید پلاسمونیک در سه مقدار متفاوت  99
شکل ‏3 1: نمودار طول انتشار بر حسب طول موج تحریک برای فلزات نجیب. داده ها بر اساس ضریب شکست¬های ارائه شده توسط پالیک[11, 35]  و جانسون-کریستی [10] می-باشد103
شکل ‏3 2: ساختار کرشمن پیاده¬سازی شده در نرم افزار همراه با لایه PML در اطراف آن...104
شکل ‏3 3: مولفه z میدان مغناطیسی (a)ساختار کرشمن بدون مرز PMC (b) همراه با مرزPMC و بهبود نمایش میدان 106
شکل ‏3 4: چیدمان آزمایشگاهی تحریک پلاسمون¬های سطحی با ساختار کرشمن109
شکل ‏3 5: شدت بازتابش از سطح موجبر صفحه ای برحسب تغییر زاویه ی تابش111
شکل ‏3 6: مراحل لایه¬نشانی موجبر کانالی به روش لیتوگرافی (a) ویفر سیلیکن-سیلیکا.(b) لایه نشانی ماده فوتورزیست بر روی زیرلایه. (c)و (d) نوشتن موجبرکانالی به عرض 8 میکرومتر بر روی ماده فوتورزیست. (e) لایه نشانی کروم و نقره بر روی ماده فوتورزیست . (f) پاک کردن قسمت¬های تحت تابش نبوده ماده فوتورزیست و باقی ماندن نوار فلزی . (g) ایجاد موجبر سیلیکا-نقره-هوا113
شکل ‏3 7: دستگاه لایه نشانی چرخشی و محل قرار گرفتن زیرلایه114
شکل ‏3 8: چیدمان موجبر نویس با استفاده از تابش مستقیم بیم باریک شده لیزر114
شکل ‏3 9: تصویر موجبر پلاسمونیکی با پهنای 8 میکرومتر و ضخامت 40نانومتر که در شکل به صورت نوار روشن قابل رویت است115
شکل ‏3 10: شدت بازتابش از سطح موجبر کانالی با پهنای 8 میکرومتر برحسب تغییر زاویه  تابش و مشاهده زاویه تزویج116
شکل ‏3 11: چیدمان آزمایشگاهی لازم برای اندازه¬گیری کمره بیم تابیده شده به قاعده منشور119
شکل ‏3 12: نمودار شدت بیم رسیده به آشکارساز بر حسب تفییر فاصله زاویه قائم منشور از محل تابش بیم به قاعده آن120
شکل ‏3 13: منشور قائم الزاویه SF6 که کروم و نقره بر روی قاعده آن لایه نشانی شده است...121
شکل ‏3 14: چیدمان آزمایشگاهی اندازه¬گیری زاویه های تزویج با ساختار اتو در موجبر (منشور-نقره-پلیمر122
شکل ‏3 15: نمودار شدت پرتو بازتابش شده ار قاعده منشور و رسیده به آشکار¬ساز در چیدمان شکل (3-14)، برحسب زاویه¬های تابش نور به منشور123
شکل ‏3 16: تصویر مادون قرمز مد نوری انتشاری در موجبر پلیمری که توسط پلاسمون¬های سطحی تحریک شده است124
شکل ‏3 17: چیدمان اندازه¬گیری شدت مد نوری ناشی از پراکندگی SPPs125
شکل ‏3 18: تصویر چیدمان شکل (3-17) در آزمایشگاه126
شکل ‏3 19: نمودار تغییرات شدت بیم رسیده به آشکارساز در چیدمان شکل (3-17) برحسب فاصله محل تحریک پلاسمون¬ها از نقطه ناپیوستگی در زاویه تزویج 32 درجه126
شکل ‏3 20: نمودار تغییرات شدت بیم رسیده به آشکارساز در چیدمان شکل (3-17) برحسب فاصله محل تحریک پلاسمونها از نقطه ناپیوستگی در زاویه تزویج 35 درجه127
شکل ‏3 21: نمودار شدت پرتو بازتابش شده ار قاعده منشور و رسیده به آشکارساز در چیدمان شکل ((3-14)که منشور بدون لایه¬نشانی فلزی باشد)، برحسب زاویه¬های تابش نور به منشور..128
شکل ‏3 22: نمودار شدت نور خروجی از موجبر پلیمری برحسب  فاصله بین زاویه قائم منشور و محل ایجاد بازتابش داخلی کامل،  در زاویه تزویج 34 درجه129
شکل ‏3 23: نمودار شدت نور خروجی از موجبر پلیمری برحسب  فاصله بین زاویه قائم منشور و محل ایجاد بازتابش داخلی کامل،  در زاویه¬ تزویج 36 درجه130
شکل ‏4 1: فیلتر برگ هایبرید پلاسمونیک با پروفایل مستطیلی. (a) مشخصات یک دوره تناوب توری (b)ساختار توری برگ با 18 دوره تناوب134
شکل ‏4 2: نمودار زمانی تابع موج تابش شده به ساختار فیلتر برگ هایبرید پلاسمونیک137
شکل ‏4 3: نمودار طیف انتقال فیلتر برگ هایبرید پلاسمونیک با پروفایل مستطیلی برای سه حالت مختلف  139
شکل ‏4 4: فیلتر برگ هایبرید پلاسمونیک با پروفایل سینوسی. (a) مشخصات یک دوره تناوب توری (b)ساختار توری برگ با 18 دوره تناوب140
شکل ‏4 5: مقایسه طیف انتقال مربوط به ساختار HPBR  با پروفایل سینوسی با ساختار با پروفایل مستطیلی (a)   (b)   (c)  142
شکل ‏4 6: دامنه نرمالیزه شده میدان الکتریکی در راستای قطبش اعمالی، برای مد هایبرید پلاسمونیک ایجاد شده در ساختارهای HPBR با پروفایل¬های مستطیلی و سینوسی، 
 143
شکل ‏4 7: توزیع اندازه بردار پوینتینگ درجهت انتشاری Z  در طول¬موج¬های تابش شده (a) 1480nm (b) 1550nm  (c) 1720nm در ساختار با پروفایل سینوسی144
شکل ‏4 8: فیلتر برگ هایبرید پلاسمونیک با پروفایل دندانه اره¬ای. (a) مشخصات یک دوره تناوب توری (b)ساختار توری برگ با 18 دوره تناوب145
شکل ‏4 9: مقایسه طیف انتقال مربوط به ساختار HPBR  با پروفایل دندانه اره¬ای با ساختارهای با پروفایل مستطیلی و سینوسی (a)   (b)   (c)  147
شکل ‏4 10: دامنه نرمالیزه شده میدان الکتریکی در راستای قطبش اعمالی، برای مد هایبرید پلاسمونیک ایجاد شده در ساختارهای HPBR با پروفایل¬های مستطیلی و سینوسی و دندانه اره¬ای،   148
شکل ‏4 11: توزیع اندازه بردار پوینتینگ درجهت انتشاری Z  در طول¬موج¬های تابش¬شده (a)1480nm (b) 1550nm  (c) 1720nm در ساختار با پروفایل دندانه اره¬ای149
شکل ‏4 12: ساختار فیلتر برگ هایبرید پلاسمونیک دندانه اره¬ای با عملیات آپودیزشن……150
شکل ‏4 13: نمودار طیف انتقال ساختار دندانه ارهای و ساختار دندانه اره¬ای آپودایز شده در حالت  151

مراجع

[1]    A. Arca, "The design and optimisation of nanophotonic devices using the Finite Element Method," University of Nottingham, 2010.
[2]    J. Zenneck, "Über die Fortpflanzung ebener elektromagnetischer Wellen längs einer ebenen Leiterfläche und ihre Beziehung zur drahtlosen Telegraphie," Annalen der Physik, vol. 328, pp. 846-866, 1907.
[3]    R. Fuchs and K. Kliewer, "Surface plasmon in a semi-infinite free-electron gas," Physical Review B, vol. 3, p. 2270, 1971.
[4]    K. Kneipp, M. Moskovits, and H. Kneipp, "Surface-enhanced Raman scattering," Physics Today, vol. 60, p. 40, 2007.
[5]    J. Hopfield, "Theory of the contribution of excitons to the complex dielectric constant of crystals," Physical Review, vol. 112, p. 1555, 1958.
[6]    D. Mills and E. Burstein, "Polaritons: the electromagnetic modes of media," Reports on Progress in Physics, vol. 37, p. 817, 1974.
[7]    S. I. Bozhevolnyi, "Plasmonic nano-guides and circuits," in Plasmonics and Metamaterials, 2008.
[8]    S. A. Maier, Plasmonics: fundamentals and applications: Springer, 2007.
[9]    J. D. Jackson and R. F. Fox, "Classical electrodynamics," American Journal of Physics, vol. 67, p. 841, 1999.
[10]    P. B. Johnson and R.-W. Christy, "Optical constants of the noble metals," Physical Review B, vol. 6, p. 4370, 1972.
[11]    N. W. Ashcroft and N. D. Mermin, "Solid State Physics (Holt," Rinehart and Winston, New York, vol. 19761, 1976.
[12]    T. Kashiwa and I. Fukai, "A treatment by the FD‐TD method of the dispersive characteristics associated with electronic polarization," Microwave and Optical Technology Letters, vol. 3, pp. 203-205, 1990.
[13]    H. Raether, "Surface plasmons on gratings," Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings, pp. 91-116, 1988.
[14]    D. Sarid, "Long-range surface-plasma waves on very thin metal films," Physical Review Letters, vol. 47, p. 1927, 1981.
[15]    B. Prade, J. Vinet, and A. Mysyrowicz, "Guided optical waves in planar heterostructures with negative dielectric constant," Phys. Rev. B, vol. 44, pp. 13556-13572, 1991.
[16]    E. Economou, "Surface plasmons in thin films," Physical Review, vol. 182, p. 539, 1969.
[17]    J. Burke, G. Stegeman, and T. Tamir, "Surface-polariton-like waves guided by thin, lossy metal films," Physical Review B, vol. 33, p. 5186, 1986.
[18]    V. M. Shalaev and S. Kawata, Nanophotonics with surface plasmons: Elsevier, 2006.
[19]    M. P. Nezhad, K. Tetz, and Y. Fainman, "Gain assisted propagation of surface plasmon polaritons on planar metallic waveguides," Opt. Express, vol. 12, pp. 4072-4079, 2004.
[20]    M. Z. Alam, J. Meier, J. Aitchison, and M. Mojahedi, "Gain assisted surface plasmon polariton in quantum wells structures," Opt. Express, vol. 15, pp. 176-182, 2007.
[21]    R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R.-M. Ma, C. Gladden, L. Dai, et al., "Plasmon lasers at deep subwavelength scale," Nature, vol. 461, pp. 629-632, 2009.
[22]    A. Boltasseva, T. Nikolajsen, K. Leosson, K. Kjaer, M. S. Larsen, and S. I. Bozhevolnyi, "Integrated optical components utilizing long-range surface plasmon polaritons," Lightwave Technology, Journal of, vol. 23, pp. 413-422, 2005.
[23]    P. Berini, "Long-range surface plasmon polaritons," Advances in Optics and Photonics, vol. 1, pp. 484-588, 2009.
[24]    R. F. Oulton, V. J. Sorger, D. Genov, D. Pile, and X. Zhang, "A hybrid plasmonic waveguide for subwavelength confinement and long-range propagation," Nature Photonics, vol. 2, pp. 496-500, 2008.
[25]    I. G. Breukelaar, "Surface plasmon-polaritons in thin metal strips and slabs: Waveguiding and mode cutoff," University of Ottawa, 2004.
[26]    I. Avrutsky, R. Soref, and W. Buchwald, "Sub-wavelength plasmonic modes in a conductor-gap-dielectric system with a nanoscale gap," Opt. Express, vol. 18, pp. 348-363, 2010.
[27]    D. Dai, Y. Shi, S. He, L. Wosinski, and L. Thylen, "Silicon hybrid plasmonic submicron-donut resonator with pure dielectric access waveguides," Optics express, vol. 19, pp. 23671-23682, 2011.
[28]    P. D. Flammer, J. M. Banks, T. E. Furtak, C. G. Durfee, R. E. Hollingsworth, and R. T. Collins, "Hybrid plasmon/dielectric waveguide for integrated silicon-on-insulator optical elements," Optics express, vol. 18, pp. 21013-21023, 2010.
[29]    Y. Bian, Z. Zheng, Y. Liu, J. Liu, J. Zhu, and T. Zhou, "Hybrid wedge plasmon polariton waveguide with good fabrication-error-tolerance for ultra-deep-subwavelength mode confinement," Optics Express, vol. 19, pp. 22417-22422, 2011.
[30]    Y. Kou, F. Ye, and X. Chen, "Low-loss hybrid plasmonic waveguide for compact and high-efficient photonic integration," Opt Express, vol. 19, pp. 11746-52, 2011.
[31]    R. Buckley and P. Berini, "Figures of merit for 2D surface plasmon waveguides and application to metal stripes," Opt. Express, vol. 15, pp. 12174-12182, 2007.
[32]    S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, J.-Y. Laluet, and T. W. Ebbesen, "Channel plasmon subwavelength waveguide components including interferometers and ring resonators," Nature, vol. 440, pp. 508-511, 2006.
[33]    T. Holmgaard, J. Gosciniak, and S. I. Bozhevolnyi, "Long-range dielectric-loaded surface plasmon-polariton waveguides," Optics express, vol. 18, pp. 23009-23015, 2010.
[34]    Z. Pan, J. Guo, R. Soref, W. Buchwald, and G. Sun, "Mode properties of flat-top silver nanoridge surface plasmon waveguides," JOSA B, vol. 29, pp. 340-345, 2012.
[35]    E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids: Index vol. 3: Access Online via Elsevier, 1998.
[36]    M. Z. Alam, "Hybrid Plasmonic Waveguides: Theory and Applications," University of Toronto, 2012.
[37]    L. Gilles and P. Tran, "Optical switching in nonlinear chiral distributed Bragg reflectors with defect layers," JOSA B, vol. 19, pp. 630-639, 2002.
[38]    G. Morthier, B. Moeyersoon, and R. Baets, "A/spl lambda//4-shifted sampled or superstructure grating widely tunable twin-guide laser," Photonics Technology Letters, IEEE, vol. 13, pp. 1052-1054, 2001.
[39]    L. A. Coldren, G. Fish, Y. Akulova, J. Barton, L. Johansson, and C. Coldren, "Tunable semiconductor lasers: A tutorial," Journal of Lightwave Technology, vol. 22, p. 193, 2004.
[40]    S. Jetté-Charbonneau, R. Charbonneau, N. Lahoud, G. Mattiussi, and P. Berini, "Demonstration of Bragg gratings based on long-ranging surface plasmon polariton waveguides," Optics express, vol. 13, pp. 4674-4682, 2005.
[41]    Y. Liu, "Plasmonic Bragg reflector and its application on optical switching," 2009.
[42]    M. Yamada and K. Sakuda, "Analysis of almost-periodic distributed feedback slab waveguides via a fundamental matrix approach," Appl. Opt, vol. 26, pp. 3474-3478, 1987.
[43]    A. Hosseini and Y. Massoud, "A low-loss metal-insulator-metal plasmonic bragg reflector," Optics express, vol. 14, pp. 11318-11323, 2006.
[44]    P. Xu, Q. Huang, and Y. Shi, "Silicon hybrid plasmonic Bragg grating reflectors and high Q-factor micro-cavities," Optics Communications, 2012.
[45]    J. Park, H. Kim, and B. Lee, "High order plasmonic Bragg reflection in the metal-insulator-metal waveguide Bragg grating," Optics Express, vol. 16, pp. 413-425, 2008.
[46]    A. Boltasseva, S. I. Bozhevolnyi, T. Nikolajsen, and K. Leosson, "Compact Bragg gratings for long-range surface plasmon polaritons," Journal of lightwave technology, vol. 24, p. 912, 2006.
[47]    A. Hosseini and Y. Massoud, "Subwavelength plasmonic Bragg reflector structures for on-chip optoelectronic applications," in Circuits and Systems, 2007. ISCAS 2007. IEEE International Symposium on, 2007, pp. 2283-2286.
[48]    P. Neutens, L. Lagae, G. Borghs, and P. Van Dorpe, "Plasmon filters and resonators in metal-insulator-metal waveguides," Optics Express, vol. 20, pp. 3408-3423, 2012.
[49]    P. Yeh, Optical waves in layered media vol. 95: Wiley New York, 1988.
[50]    R. Zia, M. D. Selker, and M. L. Brongersma, "Leaky and bound modes of surface plasmon waveguides," Physical Review B, vol. 71, p. 165431, 2005.
[51]    Y. Suzaki and A. Tachibana, "Measurement of the µm sized radius of Gaussian laser beam using the scanning knife-edge," Applied Optics, vol. 14, pp. 2809-2810, 1975.
[52]    H. Jamid and S. Al-Bader, "Reflection and transmission of surface plasmon mode at a step discontinuity," Photonics Technology Letters, IEEE, vol. 9, pp. 220-222, 1997.
[53]    R. Zia, M. D. Selker, P. B. Catrysse, and M. L. Brongersma, "Geometries and materials for subwavelength surface plasmon modes," JOSA A, vol. 21, pp. 2442-2446, 2004.
[54]    A. K. Sharma and B. D. Gupta, "Influence of temperature on the sensitivity and signal-to-noise ratio of a fiber-optic surface-plasmon resonance sensor," Applied optics, vol. 45, pp. 151-161, 2006.
[55]    A. Z. Elsherbeni and V. Demir, The Finite Difference Time Domain Method for Electromagnetics: With MATLAB Simulations: Scitech, 2009.
[56]    S. D. Gedney, "An anisotropic perfectly matched layer-absorbing medium for the truncation of FDTD lattices," Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, vol. 44, pp. 1630-1639, 1996.
[57]    H. Karimi-Alavijeh, G.-M. Parsanasab, M.-A. Baghban, and A. Gharavi, "Two-dimensional photonic crystal for optical channel separation in azo polymers," Applied optics, vol. 48, pp. 3250-3254, 2009.
[58]    Y. Liu, Y. Liu, and J. Kim, "Characteristics of plasmonic Bragg reflectors with insulator width modulated in sawtooth profiles," Optics Express, vol. 18, pp. 11589-11598, 2010.
[59]    J. Shibayama, A. Nomura, R. Ando, J. Yamauchi, and H. Nakano, "A frequency-dependent LOD-FDTD method and its application to the analyses of plasmonic waveguide devices," Quantum Electronics, IEEE Journal of, vol. 46, pp. 40-49, 2010.

نظري براي اين محصول ثبت نشده است.


نوشتن نظر خودتان

براي نوشتن نظر وارد شويد.

محصولات
نظر سنجي
نظرتون در مورد ویکی پروژه چیه؟
  •   مراحل ثبت نام خیلی زیاده!
  •   مطلب درخواستیم رو نداشت!
  •   ایمیل نداشتم که ثبت نام کنم!
  •   مطلبی که میخواستم گرون بود!
نظرنتيجه