استفاده از نور ترادیس در کنترل از راه دور افزاره های نوری دوبعدی

رویکرد نوین نور ترادیس و ایده کنترل نقطه به نقطه نور که به کمک فراماده قابل پیاده سازی است، راهی جدید برای طراحی افزاره هایی پیشنهاد می کند که دارای ویژگی های تازه و شگفت هستند. نور ترادیس که بر پایه ناوردا بودن معادلات ماکسول در تبدیل مختصات استوار است روشی فراهم می کند برای یافتن گذردهی الکتریکی و نفوذپذیری مغناطیسی لازم، برای رسیدن به یک کارکرد دلخواه. تا کنون افزاره های نوری بسیاری با این روش طراحی شده اند که نامدارترین آن ها پوشش های پنهان ساز است. در این رساله پس از آشنایی با فراماده و بررسی کوتاه روش نور ترادیس و کاربرد جدید آن، نور فریب، این رویکرد برای طراحی افزاره های نوری و کنترل، تنظیم و تغییر پاسخ نوری آنها بکار گرفته می شود. براین پایه، نخست روشی نوین برای دستکاری امواج الکترومغناطیسی و شکل دهی پرتوهای نور از راه دور و به کمک افزاره فریب معرفی شده و ساختارهایی برای کانونی کردن نور (لنز پلاسمونیک)، انحراف پرتوهای نور (منحرف کننده پرتو) و تقسیم پرتوهای نور (تقسیم کننده پرتو) پیشنهاد می شود. سپس در بخش دیگری ازکار با بکارگیری رویکرد نور فریب، روشی نوین برای فرونشانی پراشه های براگ از راه دور در یک موجبر نوری ارایه شده و بر این اساس ساختارهایی برای یک بازتابنده گسترده براگ، سوئیچ نوری و کاواک نوری پیشنهاد و شبیه سازی می گردد. همچنین نشان داده می شود که از روش نور فریب می توان برای کنترل از راه دور رفتار نوری یک افزاره نوری و تغییر، تنظیم و بهبود پاسخ نوری آن بهره گرفت و به کمک این روش ساختار یک فیلتر نوری تنظیم پذیر برای پنجره های مخابراتی دوم و سوم پیشنهاد می-شود. کارایی همه ساختارهای پیشنهادی با انجام شبیه سازی های تمام موج عددی دوبعدی به روش المان محدود، نشان داده خواهد شد. افزاره های نوری ساخته شده با این روش ویژگی های دگرگون از افزاره های همسان خود مانند جابجاپذیری و تنظیم پذیری دارند. همچنین دیگر برتری این روش نسبت به روش های معمول، پرهیز از آسیب و تغییر فیزیکی در ساختار اولیه است که از آن می توان برای کاربردهای سوئیچنگ بهره برد. ساخت افزاره های نوری که با روش نور ترادیس و نور فریب طراحی می شوند، در پیاده سازی عملی با چالش هایی روبرو می شوند، زیرا برای رسیدن به یک کارکرد دلخواه ممکن است ماده لازم دارای گذردهی الکتریکی و نفوذپذیری مغناطیسی غیرهمگن و ناهمسانگرد باشد. در بخش پایانی این رساله ، با پیشنهاد روشی برای چیره گی بر چالش ناهمسانگردی، برای اولین بار راه کاری برای ساخت یک افزاره فریب با مواد همسانگرد پیشنهاد می شود که می تواند گامی مهم در راستای پیاده سازی کاربردی افزاره های نوری طراحی شده به این روش و همگانی تر شدن آن باشد.