تحلیل و شبیه سازی آرایه های نانو آنتن نوری در بازه ی طول موجی 500-1500 نانومتر

در این پژوهش طراحی یک نانوآنتن نوری کارآمد که آرایه ای از نانوذرات فلزی است به منظور بهبود ویژگی های تشعشعی ارائه می شود. از این رو ابتدا یک نانوآنتن یاگی-یودا که شامل سه نانومیله طلا است بعنوان مبنای کار قرار می گیرد. با مطالعه ی تاثیر فواصل بین ذره ای بر برهمکنش های ذرات پلاسمونی تشکیل دهنده ی نانوآنتن با یکدیگر و نتیجه ی آنها بر ویژگی های تشعشعی، یک نانوآنتن نوری جدید شامل چهار نانومیله معرفی می شود. به طور جالب توجه این نانوآنتن چهارتایی دارای این قابلیت است که با تنظیم صحیح فواصل بین ذره ای می تواند در دو عملکرد باند دوگانه و پهن باند مورد استفاده قرار گیرد. در گام بعدی بر اساس نتایج بدست آمده، تلاش می شود که برای جابجایی طول موج تحریک وکار نانوآنتن مذکور و کوچک سازی آن برای بکارگیری در محدوده ی طیف نور مرئی که مورد نظر ما است این روند طراحی یک بار دیگر، اما این بار بر اساس نانودیسک ها تکرار شود. برهمین اساس با در نظر داشتن نتایج نانومیله ها طرح هایی بهینه از یک نانوآنتن متشکل از سه نانودیسک طلا ارائه می شود و سپس با تکیه بر نتایج بدست آمده از آن، یک نانوآنتن نوری جدید شامل چهار نانودیسک طلا با پاسخ طیفی مهندسی شده برای جهت دهی تشعشع منابع نانومقیاس که رفتاری مشابه ترکیب نانومیله ها از خود نشان می دهد، ارائه می شود. علاوه بر این مدل تئوری ویژگی های نوری نانوساختار متشکل از نانودیسک ها با استفاده از تقریب دوقطبی های تزویج شده مورد بررسی قرار گرفته است تا نتایج شبیه سازی های عددی انجام شده با بسته ی نرم افزاری cst با پیش بینی های تئوری مقایسه شوند و صحت آنها مورد تائید قرار گیرد. همچنین این روش تحلیلی ما را قادر می سازد دید بهتری نسبت به پس زمینه ی فیزیکی ویژگی های نوری بدست آمده پیدا کرده و شناخت بیشتری از ماهیت مدهای هایبرید نانوساختار که باعث ایجاد ویژگی های نوری مطلوب هستند، کسب کنیم. در انتها نیز آرایه های خطی و صفحه ای از نانوآنتن متشکل از نانودیسک ها و طراحی شده برای دو عملکرد پهن باند و باند دوگانه مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا میزان تاثیر این آرایه ها در جهت بهبود رفتار تشعشعی مطالعه شده است. برای مطالعه ی تحلیلی این اثرات نیز از همان تئوری ساده ی آرایه که در طول موج های رادیویی و مایکرویو بیان شده است، استفاده می شود.