Fano-control of localized and nonlocalized nonlinear response
Lokolize ve lokalize olmayan doğrusal olmayan sinyalin fano kontrolü
- Tez No: 651843
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET EMRE TAŞGIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Metal nanopartikül-kuantum yayıcı dimerler ile etkileşim halinde doğrusal olmayan ortamın tepkisi araştırılmıştır. İlk olarak, bir sıcak noktada gerçekleşen yerel doğrusal olmayan süreçlerin kontrolünü incelenmiştir. Bu tür yerel Fano rezonanslar, doğrusal olmayan yanıtı iki şekilde kontrol edebilir.(i) Doğrusal Fano rezonans, sıcak nokta alanını geliştirerek doğrusal olmayan sinyalin artmasına neden olabilir.(ii) Doğrusal olmayan bir Fano rezonans, sıcak noktayı güçlendirmeden doğrusal olmayan sinyali geliştirebilir. Burada, ikincisini, yani durum (ii)'yi kullanılmıştır. Analitik model ile kararlı durumlarda doğrusal ve doğrusal olmayan sinyal için sonuçlar elde ettik. Bu sonuçlarda ikinci harmonik üretim (SHG) sürecinin geliştirilmesi ve bastırılması gösterilmiştir. Ayrıca Maxwell denklemlerinin sayısal çözümü ile elde edilen sonuçlarımız sonlu fark zaman alanı (FDTD) simülasyonları ile karşılaştırıldı. Analitik model tarafından tahmin edilen SHG sinyalinin bastırılmasını FDTD simülasyonları ile gösterilmiştir. Baskılanma, kuantum yayıcının (QE) seviye aralığı SH frekansıyla eşleşecek şekilde seçilirse gerçekleşir, yani $\omega_{eg}$. Böyle bir fenomen, doğrusal olmayan kayıpları önlemek için kullanılabilir. İkinci olarak, yerel olmayan süreçleri, yani sıcak noktalarda meydana gelen Fano-kontrolünü inceliyoruz. Sıcak noktalardaki yerel doğrusal olmayan süreçlerin kontrolü, literatürde kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Bununla birlikte, geleneksel frekans dönüştürücü doğrusal olmayan kristaller, tüm kristal boyunca frekans dönüşümü yaparlar. Bu nedenle, burada, frekans dönüştürme işleminin doğrusal olmayan bir kristalin gövdesi boyunca gerçekleştiği durumu inceliyoruz. Metal nanopartikül-kuantum yayıcı dimerleri, engelleyici dönüşüm yolları sunarak, kristal gövde boyunca gerçekleşen aşağı dönüşüm sürecini kontrol eder. Dimerler etkileşim merkezleri gibi davranırlar. Zayıf etkileşim güçlerinde, yerelleştirme etkilerinden kaynaklanan artışın yanı sıra, 2 dereceli bir artışın mümkün olduğunu gösterilmiştir. Bu faktör, alan lokalizasyonu nedeniyle meydana gelen artış ile çarpılır. Bulgularımız ayrıca, QE'lerin seviye aralıklarını elektrik alan ile kontrol edilmesi doğrusal olmayan dönüşüm için bir anahtar mekanizmasının mümkün olduğunu gösterir.
Özet (Çeviri)
We investigate the response of nonlinear media interacting with metal nanoparticle-quantum emitter dimers. First, we study the controll of local nonlinear processes taking place in a hot-spot. Fano resonances can control nonlinear response in two ways. (i) A linear Fano resonance can enhance the hot spot field, resulting in an enhanced nonlinear signal. (ii) A nonlinear Fano resonance can enhance the nonlinear signal also without enhancing the hot spot. Here, we utilize the latter one, i.e., case (ii). On a basic analytical model, we obtain the steady state solutions for the linear and nonlinear response. We demonstrate the enhancement and suppression of the second harmonic generation (SHG) process. We also compare our results with the numerical solutions to Maxwell equations via finite difference time domain (FDTD) simulations. Most importantly, we demonstrate the suppression of SHG process by utilizing the FDTD simulations which is predicted by the analytical model. The suppression takes place if the level-spacing of the quantum emitter (QE) is chosen to match the SH frequency, i.e., Weg. Such a phenomenon can be utilized for preventing nonlinear losses. Second, we study the Fano-control of nonlocal processes, i.e., the ones taking place out of the hot spots. The Fano control of local nonlinear processes in the hot spots has already been studied extensively in the literature. Conventional frequency converters, however, operate throughout the crystal body. Thus, here we study the case where the frequency conversion process takes place along the body of a nonlinear crystal. Metal nanoparticle-quantum emitter dimers control the down-conversion process, taking place throughout the crystal body, via introducing interfering conversion paths. Dimers behave as interaction centers. We show that 2 orders of magnitude enhancement is possible at weak interaction strengths, on top of the enhancement due to localization effects. That is, this factor multiplies the enhancement taking place due to the field localization. Our findings also provide a switch mechanism for the nonlinear conversion via voltage tuning the level spacing of QEs.
Benzer Tezler
- Kuantum yol girişimi ile plazmonik doğrusal olmayan süreçlerin kontrolü
Controlling the plasmonic nonlinear processes with quantum path interference
DENİZ EREN MOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET EMRE TAŞGIN
PROF. DR. ALPAN BEK
- Herbst ve Twin Blok apareylerinin mandibular kemik yapısı üzerindeki etkisi: Fraktal analiz çalışması
The effect of Herbst and Twin Block appliances on mandibular bone structure: A fractal analysis study
BURAK YALÇINKAYA
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2026
Diş HekimliğiOrdu ÜniversitesiOrtodonti Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMED TAHA ALPAYDIN
- Dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu olguları ile sağlıklı kontrollerin DTI (Diffusion tensor imaging) bulguları açısından karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
SERKAN SÜREN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2011
PsikiyatriEge ÜniversitesiÇocuk Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ ERCAN
PROF. DR. CAHİDE AYDIN
- Çocukluk çağı romatizmal hastalıklarında dental maturasyon ve mandibular kemik morfolojisinin değerlendirilmesi
Evaluation of dental maturation and mandibular bone morphology in childhood rheumatic diseases
ECEM İPEK
- Şizofrenide difüzyon tensör görüntüleme bulgularının voksel karşılaştırmalı morfometri yöntemi ile karşılaştırılması
Voxel based morphometric analysis of diffusion tensor data of schizophrenic patients
ASLI ULUTÜRK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
Radyoloji ve Nükleer TıpGazi ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. TURGUT TALI