بررسی نانوجت‌های فوتونی دوتایی تولید شده بر پایۀ پراش میدان نزدیک از مناطق فرنل دوکانونی

مصطفوی امجد, جعفر

doi:10.47176/ijpr.25.2.32071

بررسی نانوجت‌های فوتونی دوتایی تولید شده بر پایۀ پراش میدان نزدیک از مناطق فرنل دوکانونی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

جعفر مصطفوی امجد

گروه فیزیک، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایۀ زنجان، زنجان

https://doi.org/10.47176/ijpr.25.2.32071

چکیده

این مقاله به بررسی نانوجتهای فوتونی (PNJs) تشکیل شده از ساختارهای حلقوی با توزیع هندسی فرنل‌گونه با بهرهگیری از روش تقریب دوقطبی گسستۀ کاهش یافته (RDDA) پرداخته است. سه ساختار با توزیع هندسی حلقههای منظم، حلقههای منطبق بر مناطق فرنل و مناطق فرنل دوکانونی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. تشکیل و بهینهسازی دو نانو‌جت فوتونی (PNJهای دوتایی) در راستای محور انتشار، با تقسیم مناطق فرنل به دو منطقه و همچنین با تنظیم فاصلۀ کانونی متوسط و شعاع قرص که منجر به تغییر در تعداد مناطق فرنل اصلی در هر منطقۀ تقسیم می‌شود، امکان‌پذیر است. بهترین PNJهای دوتایی جایگزیده و مجزا در ساختارهای معرفی شده شناسایی و برای چندین حالت مختلف بهینه‌سازی شده‌اند.

کلیدواژه‌ها

نانوجت فوتونی

روش تقریب دوقطبی گسستۀ کاهش یافته

مناطق فرنل دوکانونی

موضوعات

اپتیک و فوتونیک

عنوان مقاله English

Investigation of dual Photonic Nanojets generated based on near-field diffraction from bifocal Fresnel zones

نویسنده English

Jafar Mostafavi Amjad

Department of Physics, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences, Zanjan, Iran

چکیده English

This article investigates the formation of Photonic Nanojets (PNJs) produced by ring-shaped structures with a Fresnel-like geometric distribution using the Reduced Discrete Dipole Approximation (RDDA) method. Three structures with geometric distributions of regular rings, rings aligned with Fresnel zones, and bifocal Fresnel zones have been studied. The formation and optimization of dual PNJs (two simultaneous photonic nanojets) along the propagation axis have been found by dividing the Fresnel zones into two regions, as well as by adjusting the average focal length favg and the disk radius R, which leads to a change in the number of primary Fresnel zones in each divided region. The Best decoupled and confined dual PNJs from the proposed structures have been identified for several optimized states.

کلیدواژه‌ها English

Photonic Nanojet

Reduced Discrete Dipole Approximation method

Bifocal Fresnel zones

Z Chen, A. Taflove, and V. Backman, Express 12 (2004) 1214.
X Li, Z Chen, A Taflove, et al., Express 13 (2005) 526.
I Mahariq and H Kurt, Opt. Soc. Am. B 32 (2015) 1022.
A Mandal and V Dantham, AIP Conf. Proc. 2220 (2020) 020162.
A Mandal and V R. Dantham, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 257 (2020) 107350.
A Mandal and V R. Dantham, Opt. Soc. Am. B 37 (2020) 977.
Y -X. Ren, X Zeng, L -M Zhou, et al., ACS Photonics 7 (2020) 1483.
W Wu, A. Katsnelson, O G. Memis, et al., Nanotechnology 18 (2007) 485302.
E Mcleod and C B Arnold, Nanotechnol. 3 (2008) 413.
J Kim, K Cho, I Kim, et al., Phys Express 5 (2012) 025201.
L A Krivitsky, J J Wang, Z Wang, et al., Rep. 3 (2013) 3501.
H Yang, R Trouillon, G Huszka, et al., Nano Lett. 16 (2016) 4862.
C Kuang, Y Liu, X Hao, et al., Commun. 285 (2012) 402.
A Heifetz, S -C Kong, A. V. Sahakian, et al., Comput. Theor. Nanosci. 6 (2009) 1979.
S Lee, L Li, and Z. Wang, Opt. 16 (2013) 015704.
J Zhu and L L Goddard, Nanoscale Adv. 1 (2019) 4615.
I V Minin, C Y Liu, Y E Geints, et al., Photonics 7 (2020) 41.
S C Kong, A Taflove, and V Backman, Express 17 (2009) 3722.
Y Shen, L V Wang, and J T Shen, Lett. 39 (2014) 4120.
P Kushwaha, H Patel, M Swami, et al., SPIE 9654 (2015) 96541H.
C Y Liu, Physica E 64 (2014) 23.
C Y Liu and F -C. Lin, Commun. 380 (2016) 287.
H Patel, P Kushwaha, and M. Swami, Commun. 415 (2018) 140.
T Wang, C Kuang, X. Hao, et al., Opt. 13 (2011) 035702.
Y Ben-Aryeh, Phys. B 91 (2008) 157.
W J Wiscombe, Opt. 19 (1980) 1505.
V Cachorro and L Salcedo, Electromagn.Waves Appl. 5 (1991) 913.
A Itagi and W Challener, Opt. Soc. Am. A 22 (2005) 2847.
J J Wang, D McCloskey, and J. F. Donegan, SPIE 8321 (2011) 1031.
A Darafsheh and D Bollinger, Commun. 402 (2017) 270.
T Jalali and D Erni, Mod. Opt. 61 (2014) 1069.
T Jalali, Indian J. Phys. 89 (2015) 729.
B T Draine and P. J. Flatau, Opt. Soc. Am. A 11 (1994)1491.
Y E Geints, A. Zemlyanov, and E. Panina, Oceanic Opt. 28 (2015) 436.
M R Ataii and J M Amjad, Opt. 63 (2024) 632543.
J R Reitz, “Foundations of Electromagnetic Theory”, Addison-Wesley, USA, (1979).
B D Guenther, “Modern Optics”, Oxford University Press, Oxford, United Kingdom, (2015).