21350

21350

برهم كنش اپتومكانيكي بين ميكروتشديدگر فوتونيكي و نانو ميله نيتريد بورون شش وجهي(hBN)

كارشنناسي ارشد

فوتونيك

22/08/1398

محمد واحدي، مهدي عبدي

فيزيك

ميكروتشديدگر هاي اپتيكي ساختارهاي دي الكتريكي هستند كه نور را در حجم هاي كوچكي براي زمان هاي طولاني محدود مي كنند. براي مشاهده برهم كنش اپتومكانيكي، از روش عددي المان محدود(FEM) استفاده كرده ايم و يك تيغه از جنس hBN را در مجاورت ميكروتشديدگري با ضريب شكست 3.2 قرار داده و جابجا مي¬كنيم. نيتريد بورون شش وجهي(hBN) يك ماده با ساختار لايه اي است كه نقش كليدي در انواع دستگاه هاي دو بعدي وكاربردهاي زيادي در نانوفوتونيك و نانومكانيك دارد. در اين پايان نامه يك سيستم نانومكانيكي متشكل از تيغه ي hBN را درميدان نزديك اپتيكي ميكروتشديدگري به شكل ديسك با شعاع 2.5 ميكرومتر قرار داده ايم. در ابتدا براي سادگي به منظور ايجاد برهم كنش اپتومكانيكي، تيغه hBN را در راستاي موازي با ميكروديسك در محدوده ي دامنه نوسانات مد مكانيكي اول تيغه hBN با گام هاي 5 نانومتري جابجا كرديم و مشاهده كرديم كه فركانس هاي تشديد به اندازه ي 0.0008 تراهرتز جابجا مي شوند. سپس در محيط سه بعدي، تيغه hBN با ضخامت47 نانومتر را عمود بر ديسك به اندازه ي 550 نانومتر جابجا كرديم و مشاهده كرديم كه فركانس هاي تشديد به اندازه ي 0.0003 تراهرتز جابجا مي شوند كه نشان دهنده ي جفت شدگي مدهاي مكانيكي تيغه hBN و مدهاي اپتيكي ميكروتشديدگر است.

1398/09/04

Opto-mechanical interaction between a photonic micro-resonator and a hexagonal Boron Nitrode (hBN) nano-beam

6/21/2020 12:00:00 AM

Optical microcavities are dielectric devices which confine light in a micron size structure for long periods. In this thesis, we demonstrate a cavity optomechanical system incorporating hBN. For simulating optomecahnical interaction we used FEM method and displaced a hBN nanobeam near a micro-disk resonator with 3.2 refractive index. Hexagonal boron nitride (hBN) is an emerging layered material that plays a key role in a variety of two-dimensional devices and has potential applications in nanophotonics and nanomechanics. For simplicity in creating an optomechanical interaction, hBN beam is verticaly displaced against microdisk with step of 5 nm, around first mechanical mode of the hBN and a frequency shift of 0.0008 THz is demonstrated in transmittion spectrum of the waveguide. In the next step, in a 3D-simulation, the hBN beam with thickness of 47 nm is horizentaly displaced 550 nm against microdisk and a frequency shift of 0.0003 THz is demonstrated in transmittion spectrum of the waveguide which shows coupling between mechanical mode of the hBN nano-beam and optical mode of the micro-resonator.