تحلیل، شبیه سازی و کنترل فعال اندرکنش نوری بین دو نانواستوانه ی فلزی

در این پایان¬نامه تشدیدهای پلاسمونی سطحی محلی برای نانوساختارهای دوبُعدی شامل نانواستوانه¬های فلزی با سطح مقطع¬های دایروی، بیضوی، مستطیلی، چند ضلعی منتظم و همچنین نانولوله¬ها مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته¬اند. جابجایی قرمز تشدید پلاسمونی نانواستوانه¬هایی از جنس طلا و یا نقره با افزایش شعاع سطح مقطع نانواستوانه ها و همچنین افزایش ضریب¬شکست محیط اطراف آنها در منحنی¬های طیف تشدید تئوری و شبیه¬سازی به¬وضوح مشاهده می¬شود. با کاهش تقارن سطح مقطع نانواستوانه های فلزی علاوه بر جابجایی قرمز تشدید اصلی، تشدید¬های مرتبه¬ی بالاتری نیز در طیف سطح مقطع پراکنش آنها مشاهده می¬شود. نانولوله¬های فلزی که ترکیبی از نانواستوانه¬ها با نانوحفره¬ها محسوب می¬شوند حساسیت بسیار خوبی نسبت به تغییرات ضریب¬شکست محیط از خود نشان داده و این تغییرات را به¬صورت تقریباً خطی دنبال می¬کنند. به-منظور بررسی هیبریداسیون مدهای پلاسمونی اندرکنشی نانواستوانه¬ها، اندرکنش نوری بین دو نانواستوانه¬ی فلزی با سطح مقطع دایروی و همچنین مستطیلی در اندازه¬ها و مقیاس¬های متفاوت به کمک روش تئوری تقریبی دوقطبی تزویج¬شده (cda) بررسی و با نتایج شبیه سازی عددی مقایسه شده¬اند. اندرکنش نوری ایجادشده بین دو نانواستوانه¬ به¬ازای فاصله¬های متفاوت بین آنها و با جهت-های مختلف تابش نور به دو نانواستوانه موجب تحریک تشدیدهای جدیدی در طیف سطح مقطع تشدید و در نتیجه¬ی هیبریداسیون مدهای پلاسمونی می¬شود. منحنی¬های دامنه و فاز قطبی¬شدگی اصلاح¬شده¬ی ناشی از این اندرکنش نوری برای نانواستوانه¬های دایروی از روش دوقطبی تزویج¬شده محاسبه شده و محل ایجاد مدهای هیبرید جدید در طیف تشدید پلاسمونی را تا مقدار زیادی توجیه می¬کنند. تغییرات ضریب¬شکست محیط دی¬الکتریک اطراف این نانوساختارهای فلزی بر اثر تزریق حامل باعث جابجایی طول¬موجی تشدید¬های پلاسمونی سطحی آنها شده و شرط کنترل فعال تشدیدهای پلاسمونی را به¬کمک روش¬های فعال مقدور می¬سازد. با تغییر ضریب دی¬الکتریک فلز پلاسمونی تشکیل¬دهنده¬ی نانوساختار به کمک تابش پمپ لیزری به آن نیز می¬توان کنترل فعال تشدید پلاسمونی نانوساختار را تحقق بخشید.