Skip to main content
SUPERVISOR
Abolghasem Zeidaabadi Nezhad,Reza Safian
ابوالقاسم زیدابادی نژاد (استاد راهنما) رضا صفیان (استاد مشاور)
 
STUDENT
Farzaneh Arab Juneghani
فرزانه عرب جونقانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Analysis and Simulation of Diffraction Gratings and Design of Terahertz Polarizer
Diffraction grating is a periodic structure which diffracts incident light into several beams in different directions . which depend on grating period and wavelength of the incident light . In the past few years , gratings have had different applications in optical frequencies , but today , with the development of technology , these structures have various and different applications from microwave to optical frequencies . Gratings are used in the fabrication of many devices in terahertz , such as polarizer , waveguide , absorber , sensor and etc . These structures are based on metal and dielectric , or their combination . Furthermore , in the last two decades with the discovery of graphene as a two-dimensional material with special electrical and mechanical properties , the gratings based on graphene are investigated and analyzed . Initial analysis of gratings goes back to early 20th century . Generally , analysis methods of gratings can be dir=rtl Key Words : Diffraction grating , Coordinate transformation method , Rigorous coupled-wave analysis , Terahertz , Graphene , Polarizer .
توری پراش یک ساختار متناوب است که سبب پراش نور به چندین باریکه در جهات مختلف می‌گردد. جهت پراش به دوره تناوب ساختار و طول موج تابیده شده وابسته است. توری‌ها از دیرباز در فرکانس‌های نوری کاربردهای فراوانی داشته‌اند، امّا امروزه با گسترش حوزه‌های فناوری این ساختارها در فرکانس‌های دیگر نیز از مایکروویو تا نوری دارای کاربردهای فراوان و متنوعی می‌باشند. توری‌ها در باند فرکانسی تراهرتز برای ساخت افزاره‌های مختلفی مانند قطبی‌کن، موجبر، جاذب، حسگر و غیره به کار می‌روند. این ساختارها مبتنی بر عایق، فلز یا ترکیبی از این دو می‌باشند، علاوه براین در دو دهه‌ی اخیر با ظهور گرافن به عنوان یک ماده‌ی دو بعدی با خواص الکتریکی و مکانیکی خاص، توری‌های مبتنی بر گرافن نیز مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته‌اند. اولین تحلیل توری‌ها مربوط به اوایل قرن 20 می‌باشد. به طور کلی روش‌های تحلیل توری‌ها به دو دسته‌ی کلی دیفرانسیلی و انتگرالی تقسیم می‌شوند. روش‌هایی که براساس شکل دیفرانسیلی معادلات ماکسول می‌باشند روش‌های دیفرانسیلی نام گرفته‌اند و روش‌های انتگرالی نیز براساس شکل انتگرالی معادلات ماکسول هستند. روش‌های انتگرالی قابلیت تحلیل انواع توری‌ها، بدون ناپایداری عددی را دارند، امّا دارای پیچیدگی‌های ریاضی می‌باشند و فهم و پیاده‌سازی عددی آن با مشکل روبه‌رو است. در مقابل روش‌های دیفرانسیلی دارای تحلیل و محاسبات ریاضی ساده‌تری به نسبت روش‌های انتگرالی هستند، با این حال در برخی موارد دچار ناپایداری عددی می‌شوند. از رایج‌ترین روش‌های دیفرانسیلی می‌توان به روش تبدیل مختصات یا روش -C و روش تحلیل مد جفت شده دقیق (RCWA) اشاره نمود که به ترتیب برای تحلیل توری‌های برجسته و لایه‌لایه مناسب‌اند. در این پایان‌نامه به تحلیل و شبیه‌سازی توری‌های عایقی و فلزی چندلایه توسط روش -C و تحلیل مد جفت شده‌ی دقیق پرداخته و برای افزایش سرعت همگرایی از ماتریس پراکندگی استفاده نموده و هچنین در محیط‌های ناهمگن، بسط فوریه براساس قانون لی برای قطبش TM استفاده شده است. علاوه بر این توری‌های گرافنی برجسته چندلایه با استفاده از روش -C تحلیل شده‌اند که قادر به تحلیل توری‌های عمیق است، این درحالی است که روش‌هایی که تاکنون برای تحلیل توری‌های گرافنی برجسته ارائه ‌شده‌اند محدود به توری‌های خیلی کم‌عمق هستند. در پایان یک قطبی‌کن توسط توری‌گرافنی برجسته به کمک روش -C و نیز یک قطبی‌کن ‌شبکه سیمی توسط روش تحلیل مد جفت شده‌ی دقیق در باند فرکانسی تراهرتز طراحی و شبیه سازی شده‌اند. کلمات کلیدی: 1 - توری‌پراش، 2 - روش تبدیل مختصات، 3 - تحلیل مد جفت شده‌ی دقیق، 4 - تراهرتز، 5- گرافن، 6 - قطبی‌کن.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی