شبیه سازی متامتریال در نور مرئی

متامتریال یا فراماده موادی با خاصیت متفاوت دارای ضریب گذردهی الکتریکی و مغناطیسی منفی هستند.
این مقاله به شبیه سازی متامتریال در فرکانس نور مرئی پرداخته شده و در نهایت در فضای نرم افزار کامسول شبیه سازی انجام شده است.

چکيده
متامتریال (فرامواد یا ابرماده یا مواد دست چپ) به ماده مرکب و مصنوعی گفته میشود که داراي خواص نامتعارف الکترومغناطیس در ساختار وجودي خود است. آنچه این مواد را غیر معمول کرده است، خاصیت ضریب شکست منفی نور در آنها است، به این معنا که این مواد نور را در جهت مخالف مواد عادي منکسر میکنند.
موادالکترومغناطیس تشکیل دهنده آنها میتواند با دستکاري مختصر و دقیق ساختارشان (تنظیم و مهندسی) نیزبشود. متامواد عموماً از آرایه اي از نانوساختارها تشکیل شده اند که میتوانند همانند اتمها با امواج الکترومغناطیسی برهمکنش داشته باشند. علاوه بر این، خواص نوري این مواد با تغییر دادن اندازه و شکل نانوساختارها قابل تنظیم و کنترل است. این مواد از ترکیب میله هاي ریز و مجموعه اي از حلقه هاي فلزي و مانند آنان ساخته شده است که براي اولین بار توسط دیوید اسمیت ساخته شد. خواص نامتعارف این مواد سبب شده است از آنها در زمینههاي مختلف استفاده شود از جمله آنها در مهندسی مایکروویو است که میتوان به کاربرد در موجبرها، جبران پاشندگی، آنتنهاي هوشمند، لنزها و نمونه هاي فراوان دیگر استفاده کرد. براي این منظور ابتدا ساختارهاي متامتریال مانند فیش نت، اسپیلیت رینگ رزوناتورها، فتونیک کریستال و نانووایرها و … را درمحدوده طول موجی نور مرئی (044 تا 044 نانومتر) و با در نظر گرفتن فاکتورهایی نظیر طول موج، جنس، دما،ابعاد، طراحی و ساخت، قابلیت تنظیم، ابعاد و انعطاف پذیري مورد بررسی قرارمی دهیم. پس از انتخاب ساختارمناسب تر، روش هاي شبیه سازي مطالعه خواهدشد و از میان نرم افزارهایی مانند Matlab ،CST ،HFS ،وCOMSOL ،مناسب ترین گزینه براي تکمیل کار مورد استفاده قرارخواهدگرفت.
درادامه در فصل اول به بررسی منابع، شامل اصول فیزیکی متامتریال ها، بررسی معادالت مربوط به ضریب شکست منفی و اصول اولیه FET می پردازیم. سپس درفصل دوم مواد و روش ها مورد مطالعه قرار خواهند گرفت که عبارتند از: تاریخچه اي از متامتریال ها و کارهایی که درحوضه نورمرئی انجام شده است. درفصل سوم عمدتاً ساختار ارائه شده، ویژگی هاي ساختار مورد نظر و تکنیکهاي شبیه سازي مورد بحث می باشد و در پایان هم نتایج به دست آمده،
با گزارشات معتبر گذشته تطبیق داده خواهند شد.

عنوان: شبیه سازی متامتریال در نور مرئی
نویسنده : مرضيه قاجار
استاد راهنما:دکترمحبوبه دولتياری
تعدادصفحات: 90