شبیه سازی انتشار سالیتون های زمانی در موجبرهای فراماده

دست یابی به ساختار های مصنوعی الکترومغناطیسی با خواص مطلوب و قابل کنترل از سالیان گذشته همواره مورد توجه پژوهش گران بوده است. دسته خاصی از این ساختار ها تحت عنوان فرامواد از سال های پایانی قرن بیستم میلادی مورد توجه خاص قرار گرفته است. این ساختار های مصنوعی الکترومغناطیسی خواص جالبی از خود بروز می دهند که به طور معمول در مواد طبیعی یافت نمی-شود. علاوه بر این کاربرد های جالب و روز افزون این ساختار ها در علوم و فنون، این بخش از علم را به یکی از فعال ترین شاخه های فیزیک مبدل ساخته است. از آنجا که اپتیک غیر خطی واکنش یک سیستم مادی به میدان خارجی را به شدت وابسته می کند، هم اکنون ظهور فرامواد در بررسی های اپتیک غیر خطی، راهی تازه برای دست یابی به خواص غیر خطی فراتر از مواد معمولی ارائه می دهد. در این پایان نامه پس از ارائه فیزیک ساختار های فراماده در بستر نگاهی تاریخی، فرامواد غیر خطی و موجبر های فراماده را معرفی می کنیم. سپس معادلات مربوط به انتشار موج الکترومغناطیسی در موجبری با هسته فراماده را به دست آورده ایم. نشان می دهیم که معادلات به دست آمده دو معادله جفت شده نامتقارن است و با استفاده از نتایج آزمایشگاهی انتشار موج سالیتون پایه را شبیه سازی می کنیم. با استفاده از نتایج شبیه سازی درمی یابیم که جواب سالیتونی معادله شرودینگر، جواب سالیتونی این معادلات نیست. در نتیجه به بررسی جواب های سالیتونی این معادلات می پردازیم. در نهایت با رویکردی تحلیلی-عددی امکان انتشار امواج سالیتونی را مورد بررسی قرار داده ایم و به شبیه-سازی رفتار چنین امواجی توجه کرده ایم.