بررسی اثرات ساختار نامتقارن بر تقویت فرآیندهای غیرخطی مرتبه دوم در موجبرهای نانوفوتونیکی

با پیشرفت سریع فناوری نانوفوتونیک، نیاز به بهبود عملکرد تجهیزات اپتیکی در مقیاس نانو بیش از پیش احساس می شود.ضرورت این تحقیق بر بررسی چالش های مرتبط با بهره گیری موثر از خواص غیرخطی مواد نانوساختار در تولید سیگنال های هارمونیکی برای کاربردهای مختلف همچون پردازش سیگنال، سوئیچینگ نوری و توسعه منابع نوری جدید تاکید دارد. اهداف این پژوهش شامل شبیه سازی موجبرهای پلاسمونیکی متنوع، تحلیل اثرات غیرخطی در این ساختارها و ارائه طرحی نوآورانه با بازدهی بالا در تولید هارمونیک دوم است. ساختار پیشنهادی شامل یک موجبر فلز-عایق-فلز با طراحی نامتقارن و استفاده از نانوذرات پلاریتونی بوده که توانسته است بهبود ملموسی در توان خروجی هارمونیک دوم و طول انتشار امواج ایجاد کند. برای این منظور از نرم افزار کامسول برای شبیه سازی عددی و مدل سازی دقیق بهره گرفته شده و مدل های ریاضی شامل اثرات اپتیکی غیرخطی و تطبیق فاز هم در نظر گرفته شده اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که ساختار Au-LiNbO۳-Ag بیشترین تولید هارمونیک دوم را دارد و نیز بیشترین توان هارمونیک دوم ۰.۲۳ w است که این توان تقریبا ۶ برابر توان تولیدی در موجبرهای پلاسمونیکی معمولی می باشد. این ساختار همچنین کوتاه ترین طول انتشار بهینه را دارد (Lp = ۲.۴ um). این پژوهش با معرفی ساختاری جدید در حوزه موجبرهای غیرخطی، گامی موثر در توسعه فناوری های نانوفوتونیکی برداشته و زمینه ساز طراحی موجبرهای هوشمند با کارایی بالا خواهد بود.

کلیدواژه ها:

کلیدواژه ها: غیرخطی هارمونیکی ، موجبر ، پلاسمونیک ، نانوذرات ، پلاریتون