نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 گروه مهندسی اپتیک و لیزر، دانشگاه بناب، بناب، آذربایجان شرقی
2 دانشکده فیزیک، دانشگاه تبریز، تبریز
چکیده
در این مقاله، کنترل الکتریکی جابه‌جایی جانبی پرتوهای بازتابی از یک بره نانوکامپوزیت کایرال‌ساختاری شبه همسانگرد به صورت نظری بررسی شده‌است. این محیط از یک مادۀ کایرال‌ساختاری شبه همسانگرد که در آن نانو ذرات نقره به طور تصادفی در محیط کایرال پراکنده شده‌اند، ساخته شده‌است. نتایج نشان می‌دهد که در غیاب میدان الکتریکی با بسامد پایین، ساختار هیچ گاف باند فوتونی ندارد و جابه‌جایی جانبی نور بازتابیده از این ساختار بسیار ناچیز است. با اعمال میدان الکتریکی با بسامد پایین یک گاف باند فوتونی در طیف عبور ساختار ظاهر می‌شود که تنها از انتشار امواج قطبیدۀ دایروی راستگرد جلوگیری می‌کند. در لبه‌های این گاف باند، جابه‌جایی‌های جانبی مثبت و منفی بزرگی مشاهده می‌شود. در این مقاله از خواص فوق الذکر برای طراحی سوییچ‌های الکترواپتیکی استفاده شده است. همچنین نشان داده شده است که این جابه‌جایی‌های جانبی با تغییر زاویۀ تابش نور، کسر پرشوندگی نانوذرات فلزی و ضخامت بره قابل کنترل است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Electro-optic switches based on Goos Hanchen shift in a pseudo-isotropic structurally chiral slab doped with metal nanoparticles
نویسندگان [English]
- SIMIN SHIRIN 1
- Amir Madani 1
- Samad Roshan Entezar 2
1 Department of Laser and Optical Engineering, University of Bonab, Bonab, Iran
2 Faculty of Physics, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]
In this paper, the electrical control of the lateral shift of the reflected beams from a pseudo-isotropic nanocomposite structurally chiral slab is investigated, theoretically. The medium is made of a pseudo-isotropic chiral material where the silver nanoparticles are dispersed randomly inside it. The results show that the structure does not have any photonic bandgap in the absence of a low-frequency electric field and the lateral shift of the reflected beam from the structure is negligible. By the application of a low-frequency electric field, a photonic bandgap appears in the transmission spectra of the structure which only prevents the propagation of the right-handed circularly polarized waves. The giant positive and negative lateral shifts are observed at the edges of this bandgap. The mentioned properties of the structure have been used in the design of the electro-optical switches. Also, it has been shown that the lateral shifts can be controlled by varying the light incidence angle, the filling fraction of metallic nanoparticles, and the thickness of the slab.
کلیدواژه‌ها [English]
- Goos Hanchen shift
- pseudo-isotropic
- structurally chiral
- filling factor
- and nanocomposite
- A Namdar, R Talebzadeh, and K Jamshidi-Ghaleh, Laser. Technol 49 (2013) 183.
- M Cheng, et al., B 31 (2014) 2325.
- K Artmann, Der. Physik 437 (1948) 87.
- MA Porras, Commun 135 (1997) 369.
- A Haibel, G Nimtz, and AA Stahlhofen, Rev. E 63 (2001) 047601.
- YS Dadoenkova, et al., Photonic Nanostruct 11 (2013) 345.
- D Zhao, et al., Quantum. Electron 50 (2018) 323.
- T Tang, et al., Phys. B 122 (2016) 1.
- K V Sreekanth, et al., Opt. Mater 7 (2019) 1900081.
- H Horng, et al., Phys. Lett 85 (2004) 5592.
- Y Wang, Y Liu, and B Wang, Microstruct 60 (2013) 240.
- Y Bludov, M Vasilevskiy, and N Peres, Appl. Phys 112 (2012) 084320.
- A Namdar, IV Shadrivo, and YS Kivshar, Rev. A 75 (2007) 053812.
- A Madani and S Roshan Entezar, Superlattice. Microst 86 (2015) 105.
- Q You, et al., Mater. Express 8 (2018) 3036.
- F Wang and A Lakhtakia, Commun 235 (2004) 107.
- K Robbie, MJ Brett, and A Lakhtakia, Nature 384 (1996) 616.
- S Shirin, A Madani, and S Roshan Entezar, Mater 107 (2020) 110026.
- S Shirin, A Madani, and S Roshan Entezar, Scr 95 (2020) 095504.
- J Mendoza, J Reyes and, C Avendaño, Rev. A 94 (2016) 053839.
- J Fergason, Cryst 1 (1966) 293.
- H Finkelmann, et al., Mater 13 (2001) 1069.
- A Lakhtakia and R Messier, “Sculptured Thin Films: Nanoengineered Morphology and Optics”, SPIE (2005).
- I J Hodgkinson, et al., Commun 239 (2004) 353.
- A Lakhtakia, Microw. Technol. Lett. 34 (2002) 5. J A Reyes and A Lakhtakia, Opt. Commun 259 (2006) 164.
- C Avendano, I Molina, and J Reyes Cryst 40 (2013) 172.
- I Abdulhalim, Opt. A: Pure Appl. Opt 1 (1999) 646.
- D Berreman, B Laboratories, and M Hill, Opt. Soc. Am 63 (1973) 1374.
- I V Shadrivov, et al., Express 13 (2005) 481.
- J He, Yi J and, S He, Express 14 (2006) 3024.
- R Boyd, “Nonlinear Optics”, USA: Academic, (2008).
)