تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,035 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,540,407 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,244,601 |
لنز فراسطح پلاسمونی مسطح آرایشپذیر با استفاده از ماده ناهمسانگرد TiO2: طراحی و شبیهسازی | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
دوره 52، شماره 4 - شماره پیاپی 102، دی 1401، صفحه 229-237 اصل مقاله (1.24 M) | ||
نوع مقاله: علمی-پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/tjee.2023.15796 | ||
نویسندگان | ||
مهدیه بزرگی* ؛ محمود رفائی بوکت | ||
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران | ||
چکیده | ||
در این مقاله، طراحی و شبیهسازی لنزی تنظیمپذیر با فراسطح پلاسمونی ارائه میشود که روی زیرلایه ناهمسانگرد تکمحور چاپ شده است. سلول واحد این ساختار، نانوآنتنی Vشکل از جنس طلاست که بر روی لایه نازک دیاکسید تیتانیوم (TiO2) قرار میگیرد. نانوآنتن مذکور دارای دو درجه آزادی در استخراج دیاگرام فازی است که یکی از آنها، پارامتر طول بازوی عنصر نانوآنتن و دیگری زاویه بین دو بازوی Vشکل است. استفاده از زیرلایه TiO2 هم انعطاف بیشتری به سلول واحد اضافه میکند که به تغییر میزان ناهمسانگردی زیرلایه در طولموجهای نوری برمیگردد. به کمک روش ممان، دیاگرامهای دامنه و فاز میدان پراکندهشده با قطبش متعامد از سلول واحد برای حالتی که محور نوری زیرلایه ناهمسانگرد در جهت محور x قرار دارد، محاسبه میشود و در طراحی لنز مسطح استفاده میشوند. با استفاده از دیاگرام فازی حاصل و اصل طول نوری یکسان، نانوآنتنهای خاصی در سطح لنز چیده میشوند تا جابجایی فاز لازم را برای ایجاد نقاط متمرکزکننده نور در کانونهای لنز تامین کنند. در مرحله پایانی، لنز طراحی شده، شبیهسازی میشود و نشان داده میشود که در اثر تابش موج صفحهای به سطح لنز، دو نقطه کانونی برای تمرکز نور در قسمتهای جلوئی و پشتی آن حاصل میشود که با تغییر زاویه بین محور نوری زیرلایه ناهمسانگرد و جهت میدان الکتریکی موج تابشی، شدت نور در کانونها تنظیم میشود. چنین رفتاری با چرخش محور نوری زیرلایه ناهمسانگرد یا تغییر قطبش موج تابشی حاصل میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
زیرلایه ناهمسانگرد؛ فراسطح پلاسمونی؛ روش ممان؛ لنز پلاسمونی تنظیمپذیر | ||
مراجع | ||
[1] F. Aieta, P. Genevet, M. A. Kats, N. Yu, R. Blanchard, Z. Gaburro, and F. Capasso, “Aberration-free ultrathin flat lenses and axicons at telecom wavelengths based on plasmonic metasurfaces,” Nano Letters, vol. 12, pp. 4932-4936, 2012. [2] M. Veysi, et al., "Thin anisotropic metasurfaces for simultaneous light focusing and polarization manipulation," J. Opt. Soc. Am. B, vol. 32, pp. 318-323, 2015. [3] N. Yu, and F. Capasso, "Optical metasurfaces and prospect of their applications including fiber optics," IEEE/OSA J. Lightwave Technol., vol. 33, pp. 2344-2358, 2015. [4] Y. Jia, "Focal shift in metasurface based lens," Physics, Optic Express, vol. 26, no. 7, pp. 8001-8015, 2018. [5] M. K. Chen, Y. Wu, L. Feng, Q. Fan, M. Lu, T. Xu, D. P. Tsai, “Principles, functions and applications of optical metalens,” Adv. Opt. meter., vol. 9, no. 4, pp. 2001414 (1-23), 2021. [6] X. Xiong, et al., "High focusing efficiency terahertz lens based on Huygens metasurface," Physics, Journal of Nanophotonics, Apr. 2021. DoI: 10.1117/1.JNP.15.026011. [7] K. S. Nielsen, M. Carlsen, S. Reza, "Non-imaging metasurface design for collimated beam shaping," Physics, 2022. [8] B. Rezaee Rezvan, M. Yazdi, S. E. Hosseininejad, "A 2-bit programmable metasurface for dynamic beam steering applications," Tabriz Journal of Electrical Engineering (TJEE), vol. 51, no. 2, Summer 2021. [9] M. Rafaei-Booket, M. Bozorgi, "Dyadic Green's function of plasmonic nano-antenna gratings on natural/artificial anisotropic thin films", Journal of Applied Physics, vol. 129, no. 22, pp. 223105, 2021. [10] S. Park, G. Lee, B. Park, Y. Seo, C. B. Park, Y. T. Chun, C. Joo, J. Rho, J. M. Kim, J. Hone, S. C. Jun, “Electrically focus-tunable ultrathin lens for high resolution square subpixels,” light: Science & application, vol. 9, no. 98, pp. 1-13, 2020. [11] Y. Song, W. Liu, X. Wang, F. Wang, A. Wei, H. Meng, N. Meng, N. Lin, H. Zhang, “Multifunctional metasurfaces lens with tunable focus based on phase transition material,” Front. Phys., vol. 9, 651898(1-11), 2021. [12] M. Bozorgi, Z. Atlasbaf, "Spectral soulution for scattering analysis of periodic plasmonic nano-antennas on iso/anisotropic substrate", IEEE/OSA J. Lightwave Technol., vol. 34, no. 11, pp. 2624-2630, Jun. 2016. [13] M. Rafaei-Booket, M. Bozorgi, “Low-cost inhomogeneous material for low-RCS reflectarray antenna implementation”, AEU-International Journal of Electronics and Communications, vol. 149, pp. 154182, May 2022. [14] L.-X. Wu, et al., "Circular-polarization-selective metasurface and its applications to Transmit-Reflect-Array antenna and bidirectional antenna," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2022. Dol: 10.1109/TAP.2022.3191213. [15] J. Lin, and S. Wu, X. Li, C. Huange, X. Luo, "Design and numerical analysis of ultrathin plasmonic lens for subwavelength focusing by phase discontinuities of nanoantenna array", Applied Physics Express, vol. 6, no. 2, pp. 022004(1-3), 2013. [16] Handbook of Optical Constants of Solids, E. D. Palik, Academic press, New York, 1991. [17] T. Itoh, "Spectral doamin immitance approach for dispersion characteristics of generalized printed transmission lines", IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques, vol. 28, no. 27, pp. 733-736, Jul. 1980. [18] K. scholle, S. Lamrini, P. Koopmann, P. Fuhrberg, Frontiers in guided wave optics and optoelectronics, chapter 21: 2μm laser sources and their possible applications, February 2010. [19] مهسا علیجباری، ساغر جارچی، حمیده خصوصیثانی و مسعود عدالتیپور، "شبیهسازی و بهینهسازی نانوآنتنها با همبندی چندضلعی برای سلولهای خورشیدی"، فصلنامه نانومقیاس، دوره دوم، شماره دوم، صفحات 103-109، تابستان 1394. [20] محمدرضا اسکندری و سید ایوب میرطاووسی، "ارائه یک نانوساختار پلاسمونیک مبتنی بر نانوآنتنهای تنگستن هشت پره برای بهبود طیف جذب در سیستمهای حرارتی خورشیدی"، فصلنامه نانومقیاس، دوره نهم، شماره 2، صفحات 119-129، تابستان 1401. [21] V. C. Su, C. H. Cho, G. Sun, D. P. Tsai, “Advances in optical metasurfaces: fabrication and applications,” Opt. Express, vol. 26, no. 10, pp. 13148-13182, 2018. [22] Y.-Y. Chou, Y.-C. Lee, "A numerical analyses of planar plasmonic focusing lens," Optics Communication, vol. 410, pp. 585-590, Mar. 2018. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 330 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 346 |