Your browser does not support JavaScript!

Αρχική    Chiral metamaterials with parity-time (PT-) symmetry  

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

Προσθήκη στο καλάθι
[Προσθήκη στο καλάθι]
Κωδικός Πόρου 000462143
Τίτλος Chiral metamaterials with parity-time (PT-) symmetry
Άλλος τίτλος Χειρόμορφα μεταϋλικά με συμμετρία ισοτιμίας χρόνου
Συγγραφέας Κατσαντώνης, Ιωάννης
Σύμβουλος διατριβής Καφεσάκη, Μαρία
Περίληψη Ο σκοπός αυτής της εργασίας είναι να παρέχει μια θεωτητική και υπολογιστική μελέτη των χειρόμορφων μεταϋλικών με συμμετρία ισοτιμίας-χρόνου (PT-symmetric chiral metamaterials), παρέχοντας νέα και καινοτόμα ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα και δυνατότητες που μπορούν να αξιοποιηθούν σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, ιδίως σε εφαρμογές όπου απαιτείται προηγμένος έλεγχος πόλωσης, προσφέροντας είτε νέες δυνατότητες (π.χ. λέιζερ/απορροφητές με κυκλικά πολωμένα κύματα) είτε νέες βελτιωμένες προσεγγίσεις σε υπάρχουσες δυνατότητες/συσκευές (π.χ. ελεγχόμενα φίλτρα πόλωσης με πολύ μικρότερες διαστάσεις σε σχέση με τις υπάρχουσες). Μέχρι τώρα, η συμμετρία ισοτιμίας-χρόνου έχει κυρίως ερευνηθεί σε μεταϋλικα με πληθώρα παραμέτρους υλικών όπως μεταϋλικά με δείκτη διάθλαση πολύ κοντά στο μηδέν. Ένα μεγάλο μέρος της διατριβής εστιάζεται στην λεπτομερή ανάλυση των χειρόμορφων μεταϋλικών με συμμετρία ισοτιμία – χρόνου. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε μια σύντομη εισαγωγή των μεταϋλικών, ειδικότερα των χειρόμορφων μεταϋλικών και των μεταϋλικών που συνδυάζονται με ενεργά υλικά. Στο κεφάλαιο 2 παρουσιάζουμε μια λεπτομερή ανάλυση της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας των χειρόμορφων υλικών. Μια σύντομη εισαγωγή στην συμμετρία ισοτιμίας – χρόνου και περιγραφή των σημαντικότερων φαινομένων παρουσιάζεται στο κεφάλαιο 3. Στο κεφάλαιο 4 διερευνούμε ένα απλό μοντέλο σκέδασης που αποτελείται από δυο επίπεδα στρώματα υλικών με συμμετρία ισοτιμίας – χρόνου. Δείχνουμε τις απαραίτητες συνθήκες ώστε ένα χειρόμορφο σύστημα να παρουσιάζει συμμετρία ισοτιμίας – χρόνου και υπολογίζουμε τις ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες σκέδασης (ανάκλαση-μετάδοση) για ηλεκτρομαγνητικά κύματα επίπεδης πρόσπτωσης. Επίσης, δείχνουμε ότι τα χαρακτηριστικά της συμμετρίας ισοτιμίας – χρόνου όπως ιδιάζουσα (κρίσιμα) σημεία και η συμμετρική φάση είναι αναξάρτητα από την χειρομορφία των υλικών. Τα ευρήματά μας καταδεικνύονται με ρεαλιστικά χειρόμορφα μεταϋλικά. Στο κεφάλαιο 5 δείχνουμε ότι υπό πλάγια πρόσπτωσης, διεγείροντας είτε με εγκάρσια μαγνητικά (TM) ή εγκάρσια ηλεκτρικά (TE) επίπεδα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ελέγχοντας την κυματική αντίσταση που ενεργοποιείται από τα μεταϋλικά, μπορεί να έχουμε πρόσβαση σε ένα ευρεί έλεγχο των ιδιάζων σημείων, εμφάνιση μικτών φάσεων (συνύπαρξη PT-συμμετρικών και PT-μη συμμετρικών φάσεων), που δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν εύκολα με υλικά που απαντώνται στη φύση. Στο κεφάλαιο 6 διερευνούμε την επίδραση της χειρομορφίας στη PT-συμμετρική φάση των συστημάτων με χειρομορφία και συμμετρία ισοτιμίας – χρόνου (PT-symmetric) καθως αλληλεπιδρουν με ηλεκτρομαγνητικά κυματα υπο πλάγια πρόσπτωση. Ξεκινώντας από την προηγούμενή μας μελέτη (Κεφάλαιο 5) ότι τα εγκάρσια μαγνητικά (TM) και εγκάρσια ηλεκτρικά (TE) κύματα έχουν διαφορετικά ιδιάζουσα (κρίσιμα) σημεία, δείχνουμε ότι με κυκλικά πολωμένα κύματα (που είναι γραμμικός συνδυασμός TM και TE κυμάτων) μπορούν να πραγματοποιηθούν μικτές PT-συμμετρικές φάσεις και το εύρος ύπαρξης αυτών των φάσεων μπορεί να ελεγχθεί σε μεγάλο βαθμό από την παράμετρο της χειρομορφίας όσο και από τη γωνία πρόσπτωσης. Επιπλέον, ενώ η μετάδοση και των δύο κυμάτων TM και TE σε μη χειρόμορφα PT-συμμετρικά συστήματα είναι η ίδια για τη μετάδοση προς τα εμπρός και προς τα πίσω (αντίθετη κατεύθυνση), δείχνουμε ότι με τη χειρομορφία, αυτή η συμμετρία σταματά να ισχύει. Ως αποτέλεσμα, είναι δυνατόν να πραγματοποιηθούν ασύμμετρα ηλεκτρομανητικά χαρακτηριστικά, παραδειγματος χάρειν εξαρτώμενη από την πλευρά εισόδου στροφή και ελλειπτικότητα της κατάσταση πόλωσης του μεταδιδόμενου κύματος. Τα αποτελέσματά μας αποτελούν ένα απλό παράδειγμα ενός χειρόμορφου PT-συμμετρικού οπτικού συστήματος στο οποίο οι διάφορες φάσεις (καθαρή PT συμμετρική, μικτή, μη-συμμετρική) και τα ασύμμετρα φαινόμενα μπορούν εύκολα να ελεχθούν από την παράμετρο χειρομορφίας και/ή τη γωνία πρόσπτωσης. Στο κεφάλαιο 7 συζητάμε την πιθανή εφαρμογή της συμμετρίας ισοτιμίας - χρόνου για ενίσχυση και ανίχνευση χειρόμορφων υλικών. Παρουσιάζουμε μια απλή διαμόρφωση τριών επιπέδων στην οποία το «χειρόμορφο ηλεκτρομαγνητικό σήμα» μπορεί να ενισχυθεί εύκολα συνδυάζοντας ενεργά υλικά (υλικά κέρδους) και υλικά με απώλειες. Δείχνουμε επίσης ότι οι μετρήσεις κυκλικού διχρωισμού μπορούν να ελεγχθούν ρυθμίζοντας την παράμετρο κέρδους. Βρίσκουμε επίσης ότι στα σημεία ανισοτροπικούς συντονισμούς μετάδοσης (ATRs) και σε τυχαία σημεία διατήρησης της ροής ενέργειας στα οποία R + T = 1; μπορεί κανείς να παρατηρήσει ισχυρή ανίχνευση χειρόμορφων υλικών. Στο κεφάλαιο 8 παρουσιάζουμε μια απλή και χαμηλού κόστους δομή μεταυλικών για την κατασκευή laser με οποιαδήποτε επιθυμητή πόλωση. Η εκπεμπόμενη ακτινοβολία (laser) είναι ελεγχόμενη από τα χειρόμορφα μεταυλικά τα οποία δρούν ως χειρόμορφη οπτική κοιλότητα. Επίσης δείχνουμε ότι το laser βασισμένο σε ενεργά (υλικά με κέρδος) χειρόμορφα μεταυλικά μπορούν να τροποποιήσουν την πόλωση απο γραμμική σε κυκλική. Τέλος, καταλήγουμε με μελλοντικές κατεύθυνσεις έρευνας στον τομέα των PT-συμμετρικών χειρόμορφων μεταϋλικών και συζητάμε για πιθανές εφαρμογές. Ελπίζουμε ότι τα αποτελέσματα αυτής της διατριβής οτι καταδεικνύουν τις δυνατότητες των χειρόμορφων μεταϋλικών με συμμετρία ισοτιμίας - χρόνου ως πεδίο μελέτης για νέες οπτικές εφαρμογές.
Φυσική περιγραφή 163 σ. : σχεδ., πιν., εικ.(μερ. εγχρ.) ; 30 εκ.
Γλώσσα Αγγλικά
Θέμα Chirality
Exceptional points
Ιδιάζουσα σημεία
Χειρομορφία
Ημερομηνία έκδοσης 2024-03-22
Συλλογή   Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών--Διδακτορικές διατριβές
  Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές
Εμφανίσεις 122

Ψηφιακά τεκμήρια
No preview available

Δεν έχετε δικαιώματα για να δείτε το έγγραφο.
Δεν θα είναι διαθέσιμο έως: 2025-03-22