نانو اپتیک و نانو فوتونیک

نانواپتیک و نانوفوتونیک

توصیف

در این درس ضمن مروری بر مفاهیم پایه ‏ای الکترودینامیک کلاسیک و آشنایی با تابع گرین دایادیک و طیف زاویه‏ای، نانواپتیک با محوریت رفتار موجی اپتیک در حوزۀ نانو، با تمرکز بیشتر بر رسانا‏ها (نانوپلاسمونیک) نسبت به دی‏الکتریک‏ها بررسی خواهد شد. در این راستا ضمن معرفی مدل Drude برای مدل کردن رساناها در حوالی فرکانس پلاسما، آشنایی با رفتار دینامیک الکترون‏های آزاد با معرفی پلاریتون‏های پلاسمون سطحی (SPP)، نحوۀ تحریک آنها، برهمکنش آنها در مرزها و پدیدۀ هیبریداسیون صورت خواهد گرفت.

سپس ضمن معرفی تئوری Mie جهت بدست آوردن پراکنش ذرات زیرطول موجی و تقریب شبه ساکن (DA)، در سه بعد خواص نوری شامل پراکنش، جذب و انهدام برای ذراتی در ابعاد نانو همانند نانوکره، نانو کره‏ گون و نانو بیضی ‏گون بررسی خواهند شد. در ادامه نیز پاسخ نوری نانوذرات فلزی، تشدید پلاسمون سطحی محلی (LSPR)، برهمکنش نوری نانوذرات فلزی با پدیدۀ هیبریداسیون و بازتشعشع نانوذرات در مجاورت سطح مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

سپس نیروهای نوری شامل نیروی پراکنشی و نیروی گرادیانی، با شروع از نیروی لورنتس و در ادامه معرفی تانسور استرس ماکسول MST بررسی شده و دام نوری (O. Trap) و انبرک نوری (O. Tweezer) معرفی خواهند شد.

همانطور که از نام درس بر می‏آید، در ادامه با ورود به نانوفوتونیک، از حوزه الکترودینامیک کلاسیک (دیدگاه موجی نور) خروج پیدا کرده و ورود به حوزه الکترودینامیک کوآنتومی (دیدگاه ذره‏ای نور) با جایگزینی بررسی فوتون‏ ها به جای برهمکنش میدان ‏های الکتریکی و مغناطیسی با انجام خواهد شد. در این بخش ضمن معرفی معادله شرودینگر، بسته به ابعاد و درجه محدودیت ساختار از بالک تا نقاط کوآنتومی، برهمکنش مواد نیمه ‏رسانا با نور مورد بررسی قرار خواهد گرفت و مقدمه ‏ای نیز بر بلورهای فوتونی شرح داده خواهد شد.

در نهایت به روش ‏های ساخت نانوذرات، ریزبینی این ساختارها و اندازه‏ گیری مشخصات آنها نیز اشاره خواهد شد.

عناوین مطالب و سرفصل‏ ها

1. مقدمات، مفاهیم اساسی و اصول نظری

2. نانوپلاسمونیک

3. خواص نوری، اپتیک نانوذرات و نانوساختارها

4. اندرکنش الکترومغناطیسی (میدان دور و نزدیک) و نیروهای نوری

5. نانوادوات نوری و کریستال های فوتونی در کاربردهای مختلف

6. روش های نظری و محاسبات عددی در نانواپتیک و نانوفوتونیک

7. روش های ساخت نانو، ریزبینی و اندازه‏ گیری

منابع و مراجع:

1. L. Novonty and B. Heshet, Principles of Nano-optics, Cambridge Univ. Press, 2006.

2. P. N. Parasad, Nanophotonics, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey, 2004.

3. C. F. Bohren and D. R. Huffman, Absorption and Scattering of Light by Small Particles, John Wiley & Sons, Inc., 1983.

4. S. A. Maier, Plasmonics: Fundamentals and Applications, Springer, 2007.

5. M. L. Brongersma and P. G. Kik, Surface Plasmon Nanophotonics, Edited, Springer, 2007.

تاریخ به روز رسانی:
1402/04/28
تعداد بازدید:
90
كليه حقوق اين وب سايت متعلق به دانشگاه خواجه نصير الدين طوسي ميباشد.