Theoretical and experimental investigation of 3D plasmonic stub resonators
Üç boyutlu plazmonik çubuk tınlayıcıların teorik ve deneysel analizi
- Tez No: 442408
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜ EKİN KOCABAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Bu tezde 2 boyutlu metal-dielektrik-metal (MDM) ve 3 boyutlu oluk dalga kılavuzu geometrisine sahip plazmonik dalga kılavuzlarına eşlenik çubuk tınlayıcının performansı karşılaştırılır. Saçılım matrisi kuramının 3 boyutlu cihazlara uygulanabileceği sunulup, bu kuramı kullanarak tasarım dalga boyunda istenilen tayfsal tepkiyi gösterecek 2 boyutlu ve 3 boyutlu tek veya çift çubuklu tınlayıcı tasarımı için gerekli prensipler sağlanır. 2 boyutlu ve 3 boyutlu çift çubuklu tınlayıcıların çıkıntı uzunluğuna bağlı olarak geçirim haritası elde edilip, bu harita üzerinde hangi bölgelerin geçirim tayfında çukur, tepe veya plazmonik olarak tetiklenen saydamlık etkilerine yol açtığı belirtilir. Dalga kılavuzu uçlarındaki ışınım kayıpları 3 boyutlu oluk dalga kılavuzu tasarımına sahip yapılarda performans kaybına yol açar. Bu sorunun üstesinden gelmek için yeni dalga kılavuzu uçları tasarlanır ve tınlayıcı özelliklerini ne yönde iyileştirdiği gösterilir. Elde edilen sonuçlar 3 boyutlu FDTD simülasyonları ile doğrulanır. Tasarlanan fotonik cihazlar elektron demeti litografisi ile üretilir. Üretim aşamasında plazmonik oluk dalga kılavuzuna Yagi-Uda tarzında dipol antenler eklenir, bu sayede uzak alandaki lazer ışığının dalga kılavuzu kiplerine eşlenimi sağlanır. Ek olarak, kıvrımlı dalga kılavuzları kullanılarak ölçüm aşamasında sinyalin gürültüye oranını arttırılır. Çift çubuklu tınlayıcıların özelikleri ev yapımı polarizasyona duyarlı yansıma mikroskopu düzeneği kullanılarak saptanır.
Özet (Çeviri)
We compare the performance of plasmonic waveguide integrated stub-resonators based on 2D metal-dielectric-metal (MDM) and 3D slot-waveguide (SWG) geometries. We show that the scattering matrix theory can be extended to 3D devices, and by employing the scattering matrix theory we provide the guidelines for designing plasmonic 2D and 3D single-stub and double-stub resonators with a desired spectral response at the design wavelength. We provide transmission maps of 2D and 3D double-stub resonators versus stub lengths, and we specify the different regions on these maps that results in a dip, a peak or a plasmonically induced transparency (PIT) shape in the transmission spectrum. Radiation loss from waveguide terminations leads to a performance degradation in the 3D slot-waveguide based resonators. We illustrate improved waveguide terminations that boost resonator properties. We verify our results with 3D FDTD simulations. The designed devices are fabricated with electron-beam lithography. In the fabrication phase we add Yagi-Uda style dipole antennas to the input and output ports of the slot-waveguides to increase the coupling efficiency of the far-field input beam into the subwavelength gap of the slot-waveguides. Furthermore, 90 degree bent waveguides are used to increase the signal-to-noise ratio via a cross-polarization based measurement scheme. A home-built reflection microscope setup is used for the characterization of plasmonic double-stub resonators.
Benzer Tezler
- Femtosaniye lazer ile işlenen yapıların katıhal lazerlerde uygulamaları ve üst çevrim pompalı Tm3+:KY3F10 lazerleri
Solid-state laser applications of femtosecond laser written structures and upconversion pumped Tm3+:KY3F10 lasers
YAĞIZ MOROVA
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA AKSOY ESİNOĞLU
PROF. DR. ALPHAN SENNAROĞLU
- Kirişsiz döşemeli yapılarda döşeme kalınlığının deprem davranışına etkisinin deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
Analytical and experimental investigation of flat slab thickness on the structure carrier system effect of earthquake behavior
ERTAN SÜLEV
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiErciyes Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH ALTUN
- Hava-hava ısı pompasının teorik ve deneysel incelenmesi
Theoretical and experimental investigation of the air to air heat pump
ŞABAN TAMDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiHitit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KILIÇARSLAN
- Theoretical and experimental investigation of silicon nanowire waveguide displacement sensors
Eşzamanlı silikon nanokablo dalgakılavuzu yer-değişim algılayıcılarının kuramsal ve deneysel olarak incelenmesi
MUHAMMET MUSTAFA KAYKISIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN
- Theoretical and experimental investigation of punching process of DP800 automotive steel sheet with different punch tips
DP800 otomotiv çelik sacının farklı zımba uçları ile delme işlemlerinin teorik ve deneysel olarak incelenmesi
ABDULSALAM ABUBAKER ELAMEN SAIER
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGE DEMİR