شفافیت ایجاد شده توسط پلاسمون و حسگری ضریب شکست
چکیده
اثر شفافیت بر اساس پلاسمون (PIT) در موجبرهای بر پایه گرافن مورد بررسی قرار گرفته شده است. این موجبر ها از یک باس گرافن که با یک استریپ گرافن به طور مستقیم کوپل شده و با یک حلقه گرافنی که به طور غیر مستقیم کوپل شده، تشکیل شده است. در این مقاله از شبیه سازی های رایج و معمول بر پایه روش اجزای محدود، برای مطالعه خواص گذردهی و بهینه سازی پارامتر های مربوطه استفاده شده و ثابت شده است که نتایج شبیه سازی با مبانی تئوری آن همخوانی دارد. سپس به عنوان یکی از کاربرد های بالقوه این اثر (PIT) ، خواص حسگری ضریب شکست با حساسیت بالای 4160nm/RIU مورد مطالعه قرار گرفته است. این نتایج میتواند باعث درک عمیق تر اثرPIT و نانو-حسگرها بشود و همچنین برای مطالعه افزاره های نانو بر اساس گرافن و کاربرهای آن مفید واقع بشود.
1. مقدمه
در سال های اخیر، اثر تداخل کوانتومی یکی از موضوعات داغ در فیزیک بوده زیرا بسیاری از پدیده های فیزیکی مانند شفافیت ایجاد شده به صورت الکترومغناطیسی (EIT) و جذب الکترومغناطیسی (EIA) ، مربوط به اپتیک کوانتومی و فیزیک هسته ای میباشند. EITاز تداخل کوانتومی بین میدان های پالس و پمپ ایجاد میشود که در سیستم های اتمی با سه سطح، رخ میدهد. در مقایسه با EIT، در سیستم های اتمی، دوگان پلاسمونی EIT یا شفافیت پلاسمونی(PIT)، بخاطر کاربرد های زیادی که دارد، نظیر حسگرها، کلید های فعال پلاسمونیکی، تبدیل پلاریزاسیون و غیره، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. با این حال، بیشتر این ساختارها که در بالا اشاره شد از مواد فلزی تشکیل شده اند و در کاربرد های واقعی اغلب نیاز است که پارامتر های هندسی آن برای کنترل PITتغییر کند و این موضوع باعث محدود کردن استفاده از فلزات در این ساختار ها شده است. فلز ها همچنین دارای تلفات زیاد و همچنین مشکلاتی اعم از عدم توانایی در کنترل ضریب شکست هستند و بنابراین نمیتوان از آنها به عنوان عناصر فعال برای مدولاسیون استفاده کرد. برای غلبه بر این مشکلات، در سال های اخیر توجهات زیادی بر روی استفاده از گرافن [8-11]برای رسیدن به PIT قابل تنظیم شده است.
abstract
The plasmon induced transparency (PIT) effect is investigated in a graphene-based waveguide, which is composed of a graphene bus waveguide side-coupled with a graphene strip directly and a graphene ring indirectly. Conventional numerical simulations based on finite element method (FEM) are used to study the transmission properties through optimizing the relevant parameters, and it is proved that the simulation results agree well with the analytical results. Then as one of the potential application branches of the PIT-like effect, the property of refractive index sensing with a higher sensitivity of 4160 nm/RIU is further studied. The result can help to deepen the understanding of PIT-like effect and nano sensor, and it would be also beneficial for the studies and applications of nanoscale graphene-based optical devices.
1. Introduction
In recent years, the effect of quantum interference has become one of the research hot spots in the field of physics because many physical phenomena are generated in quantum optics and atomic physics, such as electromagnetically induced transparency (EIT) and electromagnetically induced absorption (EIA). The EIT is generated by quantum interference between pumping and probing field, which occurs in threelevel atomic system [1,2]. Compared with the EIT in atomic systems, the plasmonic analogue of EIT or plasmon induced transparency (PIT) has attracted much attention due to its significant advantages and wide practical applications, such as sensor [3,4], active plasmonic switch [5,6], polarization conversion [7], and so on. However, most of these structures mentioned above are composed of metallic materials and in real application, it is often needed to change their geometrical parameters to realize the dynamic control of the PIT-like window, which significantly limit the scope of their applications. Meanwhile, not only the metallic structures will have larger propagation losses but also it will have difficulties in controlling the permittivity, and it will also result in a lower ability of active modulation. To overcome these shortcomings, many approaches have been focused on the structures using graphene material [8–11] in recent years to achieve dynamic tunability of PIT phenomenon.
چکیده
1.مقدمه
2.ساختار هندسی و مدل تئوری
3.شبیه سازی و توضیحات
4.خلاصه
abstract
1. Introduction
2. Geometry and theoretical model
3. Simulation and discussion
4. Conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه