31586

بررسي رفتار موجبرهاي شامل ساختار با ضريب‌شكست نزديك به صفر

كارشناسي ارشد

فوتونيك- فوتونيك

1399

1402/11/15

مهدي شايگان منش

علي پناه پور

فيزيك

فرامواد به طور ذاتي داراي پتانسيل بالايي در كنترل ويژگي‌هاي نور ماده هستند. در سال‌هاي اخير فرامواد با ضريب شكست نزديك به صفر توجهات زيادي را به خود جلب كرده‌اند. نور در داخل چنين موادي تغييبر فاز ناچيزي را تجربه ميكند و داراي سرعت فاز بسيار بزرگي است. از اين ويژگي‌ها برا تحقق بخشيدن به پديده‌هاي تابش جهت‌مند، تونل زني موجبرها، دستيابي به ساختارهاي تك مد در مساحت زياد و پنهان سازي الكترومغناطيسي مي‌توان استفاده كرد. با اين حال در فركانس‌هاي نوري نشان داده شده است كه فرامواد ضريب شكست صفر و منفي نياز به اجزاي فلزي دارند، كه منجر به تلفات اهمي بزرگي مي‌شود؛ اين يك مانع جدي براي توسعه كاربردهاي اين ساختارها است. در اينجا ما يك فراماده ضريب شكست صفر با امپدانس محدود در فركانس نوري ، كه بر اساس ساختارهاي تماما دي‌الكتريك ساخته شده است را طراحي مي‌كنيم. بدين ترتيب نشان خواهيم داد كه چگونه به كمك يك ساختار هيبريدي مي‌توان توان خروجي را تا حد زيادي افزايش داد. در ادامه نيز با استفاده از نرم افزارشبيه‌سازي lumerical تاييد مي‌كنيم كه يك بلورفوتوني دي‌الكتريك با يك مقدار مشخص از ضريب گذردهي الكتريكي مي‌تواند در گستره نوري داراي ضريب شكست موثر صفر باشد. و سپس به بررسي برخي از ويژگي هاي بلور فوتوني ميپردازيم، و تاثير پارامترهاي مختلف را در رفتار بلور فوتوني بررسي مي‌كنيم.

1403/01/27

Investigation of Waveguide Behaviors Encompassing Near-Zero Refractive Index Structures

2/3/2026 12:00:00 AM

Photonic materials inherently possess a high potential for controlling the optical properties of matter. In recent years, metamaterials with a refractive index close to zero have garnered significant attention. Within such materials, light under-goes negligible phase modulation and possesses an exceedingly large phase velocity. Exploiting these characteristics can lead to the realization of directed radiation phenomena, guided wave tunneling, achieving single-mode structures over large areas, and electromagnetic concealment. However, it has been demonstrated that in optical frequencies, metamaterials with a refractive index close to zero and negative require metallic components, leading to significant ohmic losses. This poses a substantial obstacle to the development of applications for these structures. In this context, we propose the design of a metamaterial with a refractive index close to zero and limited impedance in the optical frequency range, entirely constructed from dielectric structures. We will demonstrate how achieving Dirac cone dispersion in photonic crystals is possible, and in some cases, how these Dirac cone dispersions can be utilized to create metamaterials with a refractive index close to zero. Furthermore, we confirm through simulation using Lumerical software that a dielectric photonic crystal with a specific value of the dielectric permittivity can exhibit an effective refractive index close to zero within the optical range. Subsequently, we delve into the examination of some characteristics of dielectric photonic crystals, exploring the impact of various parameters on their behavior.

بلور فوتوني , ضريب شكست صفر

photonic crystals , Zero- refractive index

Mahdiye Hosseinzade

Dr.Mehdi Shaigan manesh