انحراف دهی باریکه نور با ساختارهای پلاسمونی بر پایه مواد غیرهمسان گرد

با نیاز روز افزون علم و فناوری به افزایش سرعت پردازش و توان محاسباتی و انتقال اطلاعات در پهنای باند بالا، شاهد ظهور فناوری های نو در جهان امروزی هستیم. در این پروژه سعی می شود تا تأثیر نانوفناوری در صنعت مخابرات نوری بررسی شود و نقش محیط های پاشنده و غیرهمسان گرد و تأثیر آن ها بیان شود. به دلیل قابلیت تمرکز بالای نور و شکسته شدن حد تفرق نور، محیط های پلاسمونیک توانایی هدایت اطلاعات در ابعاد نانومتری را فراهم می آورند. کنترل فعال سیگنال های پلاسمونی، یکی از مهم-ترین چالش های حوزه ی پلاسمونیک در سال های اخیر است که برای پردازش تمام نوری در مدارهای مجتمع نوری و محاسبات و مخابرات نوری نیاز است. در این پایان نامه پس از بررسی های مقدماتی بر روی مطالعات انجام شده بر روی انواع ساختار های هدایت گر و تمرکز دهنده ی پرتو نور، و همچنین المان پایه ی تشکیل دهنده ی آن ها، ساختارهای متمرکز کننده، انحراف دهنده و تقسیم کننده ی پرتو نور دوبعدی مبتنی بر آرایه ی نانوشیارها طراحی و شبیه-سازی خواهند شد. عمل تمرکز و انحراف پرتوی نور با استفاده از تغییر شکل فیزیکی ساختار، تغییر زاویه ی تابش و همچنین دامنه ی میدان تابشی صورت می گیرد. هر کدام از موارد یاد شده یک عامل محدود کننده برای این اهداف محسوب می شوند. بنابراین به منظور غلبه بر این محدودیت ها، وابستگی فاز نور عبوری از نانوشیار به ثابت دی الکتریک ماده ی پرکننده، امکان کنترل فعال سیگنال های پلاسمونی را در این ساختارها فراهم می کند. در این ساختارها استفاده از کریستال مایع، به دلیل ولتاژ راه اندازی پایین و فناوری ساخت ارزان، انتخاب مناسبی به حساب می آید. برای نخستین بار رابطه ی پاشندگی یک موجبر فلز-کریستال مایع-فلز استخراج شده و با استفاده از آن به طراحی ادوات فعال الکترو-نوری شامل عدسی-ها و انحراف دهنده های تنظیم پذیر می پردازیم. با استفاده از ساختار ارائه شده می توان بدون تغییر ساختار و فقط با اعمال میدان الکتریکی ثابت، عمل جاروب کردن پرتو به صورت تنظیم پذیر را انجام داد. تمامی شبیه سازی ها در این رساله به صورت دو بعدی انجام شده اند، و ممکن است نتایج تا حداکثر 10 درصد خطا نسبت به حالت واقعی داشته باشند.