تحلیل و شبیه سازی فیلتر پلاسمونی تشدیدگر با روش تفاضل محدود در حوزه زمان

در این پایان نامه، خواص نوری پلاسمون های سطحی و نیز موج برهای پلاسمونی مورد بررسی قرار گرفته است. عبور نور از ساختاری شامل کاواک تزویج شده به موج بر دی الکتریک به طور کامل ارائه و اثر پارامترهای مختلف بر روی میزان عبور بیان شده است. کاربردهای مختلف ساختارهای شامل کاواک ارائه شده است. انتقال بهینه توان از یک اتصال موج بری با بهره گیری از موجبر به عنوان تطبیق دهنده امپدانس مورد توجه قرار گرفته و با انتخاب ابعاد و ساختار مناسب موج بری در طول موج مخابراتی ، بازدهی 25% بدست آمده است.این راندمان با به کارگیری ساختار بهینه کوپلاژ به 30% افزایش یافت و پهنای باند فرکانسی بسیار وسیع تری بدست آمد. برای این منظور از مدل خط انتقال برای بررسی تحلیلی ساختارهای موج بری mim استفاده شده است. مدارهای معادل ادوات پلاسمونی با استفاده از تقریب شبه ایستا بدست آمده اند و با بکارگیری آن طراحی ساختار بهینه تزویج توان صورت پذیرفته است. برای بدست آوردن منحنی عبور ساختار به صورت تحلیلی از روش ماتریس انتقال بهره گرفته ایم. برای دستیابی به ساختار بهینه از مبدل امپدانس برای تطبیق امپدانس دو موج بر استفاده شده است. این مبدل به صورت موجبر های یک یا چند قسمتی بین دو موج بر قرار می گیرد و بازتاب موج گسیل شده به ساختار را از مرز موج برها در طول موج مورد نظر به صفر می رساند. تکنیک های مختلفی برای طراحی و تعیین طول و پهنای این موجبر ها در این رساله بررسی شده است که از جمله آن ها می توان روش استفاده از چندجمله ای های باینومیال و چبی چف، و خط انتقال تدریجی را نام برد. صحت روش های محاسبه تحلیلی و نیز روش های تطبیق امپدانس با استفاده از شبیه سازی های عددی مورد تایید قرار گرفته است و نتایج این دو با تقریب بسیار خوبی بر هم منطبق هستند. شبیه سازی های عددی بر اساس الگوریتم تفاضل محدود در حوزه زمان در نرم افزار matlab و محیط برنامه نویسیc++ انجام شده است و نتایج تحلیلی با استفاده از نرم افزار mathematica حاصل شده است.