Optical resonators: Photonic nanojet and whispering gallery mode
Optik rezonatörler: Fotonik nanojet ve fısıldayan galeri modu
- Tez No: 476665
- Danışmanlar: PROF. DR. HAMZA KURT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektromanyetik dalgalar, Yarı silindirler, Oluklu silindirler, Fotonik nanojetler, Rezonans, Spektral eleman yöntemi, Fısıldayan galeri modu
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Bir dielektrik mikro-küre veya mikro-silindir gelen düzlem dalga tarafından aydınlatıldığında gölge tarafında güçlü bir şekilde odaklanmış bir ışın oluşur ve bu olgu nanojet olarak adlandırılır. Bu tezde, farklı yapılar ve farklı uyartımlar için oluşan fotonik jetlerin davranışlarını incelemek için spektral eleman yöntemi kullanılmıştır. İki boyutlu, frekans domeni elektromanyetik saçılma problemlerinin sayısal modellemesi için spektral eleman metodunun genel formülasyonu sunulmuştur. Spektral eleman yönteminin, sonlu elemanlar ve sonlu fark yöntemlerinden kesinlik açısından üstünlüğünü göstermek için bir ve iki boyutlu örnekler seçilmiştir. Ardından, fotonik jetlerin SEM ile başarılı şekilde modellenmesine ek olarak birkaç rezonans modu tarafından oluşan düzlem dalga uyartımlı dielektrik silindirler de SEM tarafından modellenmiştir. Güçlü alan kısıtlamasını doğrulamak için üç farklı senaryo dikkate alınmıştır; birincisi Bessel ışın aydınlatması altında, ikincisi silindiri oluşturan materyalin heterojenliğinin ortaya çıkması, üçüncüsü ise nokta kaynaktan uyartılan silindirler. Dahası, normal giren düzlem dalga aydınlatması altında yarı-silindir ve oluklu silindirlerden ortaya çıkan nanojet ve rezonans incelenmiştir. Son olarak, bir birim yoğunluklu düzlem dalga tarafından aydınlatıldığında hava arka planına gömülü homojen ve izotropik manyeto-dielektrik mikro silindirler de araştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
When a dielectric micro-sphere or micro-cylinder is illuminated by an incident plane wave, a strongly focused beam at the shadow side is formed and such phenomenon is known as photonic nanojet. In this thesis, the spectral element method (SEM) is adopted to investigate the behaviour of photonic jets resulting from different structures and excitations. The general formulation of SEM is presented for the sake of numerical modelling of two-dimensional, frequency-domain electromagnetic scattering problems. For the purpose of accuracy demonstration, one- and two-dimensional examples were chosen to show that SEM dominates the finite difference method and finite element method in terms of accuracy. Then, in addition to the successful modelling of photonic jets by SEM, several resonance modes that result in planewave-excited dielectric cylinders are also captured by SEM. Three different scenarios are also considered in the current study in order to verify the strong field confinement; one is under Bessel beam illumination, the second is the introduction of non-homogeneity in the material forming the cylinder, and the third is that the cylinders are excited by a point source. Moreover, nanojets and resonance resulting from hemicylindrical and corrugated cylinders under normally incident plane-wave illumination are studied. Finally, homogenous and isotropic magneto-dielectric micro-cylinders embedded in air background when illuminated by a unit-intensity plane wave are also investigated.
Benzer Tezler
- Elastic light scattering and optoelectronic response of spherical silicon microresonators
Yuvarlak silisyum mikroçınlaçlarda elastik ışık saçılması ve optoelektronik yanıtı
ULAŞ SABAHATTİN GÖKAY
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ SERPENGÜZEL
- Potential of microdroplet lasers for optofluidic biosensing applications
Mikrodamla lazerlerin olası opto-akışkan biyoalgılama uygulamaları
MEHDİ AAS
- Meandering loop mirrors and resonators in silicon photonic integrated circuits: Design, fabrication, and analysis
Silisyum fotonik tümleşik devrelerde kıvrımlı halka yansıtıcıları ve çınlaçları: Tasarım, üretim, ve inceleme
MUHAMMAD ZAKWAN
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET İRŞADİ AKSUN
PROF. DR. ALİ SERPENGÜZEL
- Distributed meandering resonator add-drop filters in silicon photonic integrated circuits design, fabrication and analysis
Silisyum tümleşik fotonik devrelerde dağıtılmış kıvrımlı çınlaç ekleme-düşürme süzgeçleri tasarım, üretim ile inceleme
SUAT KURT
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER KİRAZ
PROF. DR. ALİ SERPENGÜZEL
- Integrated silicon photonic meandering resonator add drop filters
Tümleşik silisyum fotonik kıvrımlı çınlaç ekleme düşürme süzgeçleri
SYED SULTAN SHAH BUKHARI
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET İRŞADİ AKSUN
PROF. DR. ALİ SERPENGÜZEL