مطالعه ویژگی های موجبر پلاسمونیک هیبریدی دی الکتریک-گرافن در ناحیه فروسرخ دور

در این مقاله، یک موجبر پلاسمونیک هیبریدی دی الکتریک-گرافن با کارایی بالا در ناحیه فروسرخ دور که یکی از اجزاء مدارهای مجتمع فوتونیکی و اپتوالکترونیکی با کاربردهای گوناگون از جمله ارتباطات، نظامی، پزشکی و ... به شمار می رود، پیشنهاد شده است. ساختار هندسی موجبر پیشنهادی، ترکیبی از یک لایه مکعب مستطیل با یک برآمدگی نیم استوانه در قسمت زیرین آن (با ماده ضریب شکست بالا)، زیرلایه مکعب مستطیلی دیگری با یک فرورفتگی نیم استوانه (با ماده ضریب شکست پایین)، یک ورقه گرافن و زیرلایه مکعب مستطیل دیگری از ماده با ضریب شکست پایین است که به ترتیب روی هم قرار گرفته-اند. در این جا مدهای پلاسمون پلاریتون های سطحی (SPPs) در مرز بین گرافن و دی الکتریک برانگیخته می شوند. ویژگی های انتشاری مدهای SPPs با استفاده از روش عددی المان محدود (FEM) بررسی شده است. نتایج بدست آمده از شبیه سازی، نشان می-دهد که با تغییر پارامترهای هندسی ساختار و همچنین با تنظیم پتانسیل شیمیایی گرافن موجبر پیشنهادی، می توان سطح مد بهنجارشده کوچک از مرتبه ~〖۱۰〗^(-۴)، طول انتشار از مرتبه ~〖۱۰〗^۳ μmو ضریب عملکرد بالا بدست آورد. بنابراین انتظار می رود با توجه به طول انتشار نسبتا طولانی و محصورشدگی قوی نور، این ساختار به عنوان یکی از اجزا و مولفه دستگاه-های فوتونیکی به کار گرفته شود.

Keywords:

موجبر , پلاسمونیک , گرافن , روش المان محدود