27874

طراحي و شبيه سازي فراسطوح هاي نوري براي تحقق لنزها

كارشناسي ارشد

مهندسي برق

1397

1401/05/30

نادر كمجاني برچلويي

مهندسي برق

درسالهاي اخير به منظور كنترل امواج الكترومغناطيسي، استفاده از ساختار هاي فراسطوح و متناوب كاربرد بسيار وسيعي داشته است. فراسطوح ها ساختارهايي دو بعدي با ابعاد زير طول موج بوده كه با استفاده از آن ها مي توان ويژگي هاي محيط هاي پيچيده الكترومغناطيسي را در باند هاي فركانسي مختلف تحقق داد. هدف اصلي پروژه كنترل ميدان الكتريكي به كمك فراسطح تنظيم پذير با دي اكسيد واناديوم در باند فركانسي تراهرتز براي تمركز موج در نقاط مختلف فضا است. در اين پروژه فرالنزي براساس فازهندسي پيشنهاد شده است كه با تغيير حالت ماده دي اكسيد واناديوم توسط تغيير دما لنزي خواهيم داشت كه با تنظيم فركانس در دو فاصله كانوني تنظيم پذير مي شود و تغيير فاز كامل π2 را مي توان به طور مستقل با تغيير پارامترهاي هندسي ساختار سلول واحد در دو حالت عملكرد متفاوت به دست آورد. فرالنز با دستيابي به راندمان تمركز بالا(~78.77%)، تحت قطبش خطي با طول موج 46.72 um و نسبت فاصله كانوني به قطر0.625 طراحي شده است. مدلسازي هاي انجام شده نيز مطابقت قابل قبولي با نتايج شبيه سازي دارد. طراحي فرالنز ما راهي را براي كاربردهاي آتي دستگاه هاي تراهرتز در طيف سنجي، و سيستم هاي تصويربرداري فراطيفي باز مي كند.

1401/11/23

Design and simulation of optical metasurfaces to realize lenses

8/21/2023 12:00:00 AM

In recent years, in order to control electromagnetic waves, the use of metasurface and alternating structures has been widely used. metasurfaces are two-dimensional structures with subwavelength dimensions that can be used to realize the characteristics of complex electromagnetic environments in different frequency bands. The main goal of the project is to control the electric field with the help of tunable metasurface with vanadium dioxide in the terahertz frequency band to focus the wave at different points in space. In this project, it has been suggested that by changing the state of the vanadium dioxide material by changing the temperature, we will have a lens that can be adjusted by adjusting the frequency in two focal lengths, and the complete 2π phase change can be done independently by changing the geometrical parameters. The unit cell structure achieves two different performance modes. metalens is designed with a high focusing efficiency (~78.77%), under linear polarization with a wavelength of 46.72 um and a ratio of focal length to diameter of 0.625. The performed modeling is also in acceptable agreement with the simulation results. Our metalens design paves the way for future applications of terahertz devices in spectroscopy, and hyperspectral imaging systems

دي اكسيد واناديوم , فراسطوح , فرالنز

vanadium dioxide , metasurface , metalens

Shokoufe Heidari

Nader Komjanibarcheloyi