تحلیل fdtd انتشار امواج الکترومغناطیسی در موج برهای پلاسمونی

امواج نوری تابیده شده به سطح فلز باعث نوسان الکترون های آزاد آن می شود. نوسان الکترون های آزاد هماهنگ با فرکانس موج نوری تابیده شده سبب ایجاد امواجی موسوم به پلاسمون های سطحی می گردد. پلاسمون های سطحی امواج نوری هستند که در سطح هادی انتشار می یابند. این امواج از این جهت دارای اهمیت هستند که می توانند در ساختارهایی با ابعاد زیر طول موج انتشار یابند. این پدیده می تواند رویای رسیدن به فناوری پردازنده های فوق سریع را واقعیت ببخشد. تحقیق پیش رو از سه فصل تشکیل شده است. فصل اول به تحلیل و بررسی ساختارهای فلز-دی الکتریک-فلز اختصاص یافته است. در فصل دوم انواع روش های عددی مبتنی بر تفاضل محدود در حوزه ی زمان برای تحلیل این ساختارها مطرح شده است. در نهایت در فصل سوم با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه ی زمان (fdtd) و کدنویسی در برنامه matlab این ساختارها شبیه سازی شده اند و نتایج شبیه سازی ارائه شده است. در این تحقیق به دو نتیجه ی جدید دست یافته ایم. مورد اول حل مشکل شرایط مرزی بین فلز و دی الکتریک می باشد. تا کنون برای تحلیل fdtd ساختارهای پاشنده مجبور بودیم مولفه ی مماسی میدان را در مرز فلز و دی الکتریک قرار دهیم. با ارائه روشی جدید توانستیم این محدودیت را بر طرف کنیم چرا که در کاربردهای عملی لزوما نمی توانیم مولفه مماسی میدان را در مرز قرار دهیم. در مورد دوم با اعمال تغییراتی بر روی ساختار فیلتری فلز-دی الکتریک-فلز توانستیم در کنار حذف لوب های جانبی در باند عبور، به پهنای باند بیشتری در باند تضعیف دست یابیم. لازم به ذکر است که در این تحقیق از روش جدید تفاضل محدود در حوزه ی زمان یک بعدی محلی (lod fdtd) استفاده کرده ایم که باعث شده است مدت زمان تحلیل تا 10 برابر کاهش یابد.