Integrated antennas for efficient and directional coupling to plasmonic waveguides
Plazmonik dalga kılavuzlarına verimli ve yön bağımlı eşleştirme için bütünleşik antenler
- Tez No: 397225
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜ EKİN KOCABAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dipol anten, Elektromanyetik kuplaj, Yüzey plazmonları, Dipole antenna, Electromagnetic coupling, Surface plasmons
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Gelece ğin b üt ünle şik optik devreleri için metal nano yap lar ın kullan ılması fi krini cazip k ılan nedenler arası nda bu tarz yakla şı mlar n elektromanyetik alanları dalga boyundan daha k üçük boyutlara yo ğunla ştı rabilmesi, k ılavuzlanmı ş dalga iletimine imkan vermesi ve ola ğand ı şı y ükseklikte alan yo ğunluklar ın ın elde edilebilmesi sayı labilir. Plazmonik dalga k lavuzları optik yongalar üzerinde veri iletiminde kullan ılabilecek plazmonik devrelerin temel elemanlar ını oluşturmaktadı r. Bu konudaki ucu a çı k problemlerden biri de bu dalga k ılavuzlar ına d ışardan ışı ğı e şleştirmek ya da dalga kı lavuzu kipindeki enerjiyi d ışarı ya verimli şekilde aktarabilmektir. Plazmonik dalga k ılavuzlar ını n sonundaki a çı klıklara konumlandı r ılan sa çıcı ları eşle stirici olarak kullanan çalışmalar mevcut olsa da bu çal ışmalar analitik tasar ım süre çlerinden yoksun ve d ışarı ya çıkan radyasyon a çısı üzerinde direkt kontrole sahip de ğillerdir. Bu tez, daha analitik yakla şımlar kullanarak plazmonik dalga k ılavuzları na verimli e şle ştiricilerin tasarı mı üzerine yo ğunla şmaktad ır. Biz plazmonik yivli dalga kı lavuzların ın kip özelliklerini incelemeden önce elektromanyetik teorinin k ısa bir özeti ile başl ıyoruz. Daha sonra farklı sa çıcı tasarı mları n ın sa çıcılı k karakteristiklerini inceliyoruz. Modelleme b öl üm önde ise dalga k ılavuzuna gömülü s ıralı antenlerin verimli ve y ön bağıml ı sa çıcılar olarak kullan ılması na imkan verecek şekilde modellemesini S-matris ve sı ral ı antenler formalizmlerini kullanarak g österiyoruz. Tezin son b öl üm unde ise bu tarz plazmonik yapı ları n üretimi hakkı ndaki detaylar ı payla şı p, tasarlanan optik ölç üm d üzene ğini sunuyoruz. Son olarak da neticelerimizi payla şıp, geleceğe y önelik araşt ırma y önleri hakk ında yorumda bulunuyoruz.
Özet (Çeviri)
The use of metallic nano structures as building blocks of future optical integrated circuits is an appealing idea, since such an approach combines several advantages such as sub-wavelength fi eld confi nement, guided wave propagation and extraordinary field intensities. In fact, these are key requirements for designing optical integrated circuits which can process information at optical bandwidths, much higher than today's electronic circuits. Plasmonic waveguides are fundamental components of plasmonic circuits which can potentially be used to transfer data between diff erent parts on an optical chip. One of the open problems in the field is to efficiently couple the light from free space to these waveguides or from a waveguide mode to free space. Previous studies introduced scatterers which are placed at the opening of waveguides as couplers, however they lack analytical design formalism and have no systematic control over radiation angle. This dissertation focuses on designing effi cient couplers for plasmonic waveguides by employing more analytical approaches. We begin with a brief review of electromagnetic theory before introducing mode properties of plasmonic slot waveguides. Then, we investigate scattering characteristics of various scatterer designs. In the modeling chapter, we illustrate how to model an array of antenna scatterers embedded in waveguides for e fficient and directional coupling by employing scattering matrix formalism and antenna arrays. In the last part of the dissertation, we show fabrication details of plasmonic structures and we present the schematic of the optical measurement setup. Finally, we present conclusions and future directions of this research.
Benzer Tezler
- Design and analysis of plasmonic nanoantennas with ground plane and impedance matching
Toprak düzlem ve empedans uyumlama ile plazmonik nanoantenlerin tasarımı ve analizi
ADEEL AFRIDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜ EKİN KOCABAŞ
- Plasmonic stripe waveguide coupler with integrated wavelength division multiplexer
Dalga boyu çözücü ile tümleşik plazmonik dalga kılavuzu kip eşleştirici
ONGUN ARISEV
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜ EKİN KOCABAŞ
- GNSS sistemleri için küçük boyutlu yama anteni ve kompakt anten dizisi tasarımı
Design of a compact patch antenna and antenna array for GNSS systems
MUHAMMED YUSUF ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Radar uygulamalarında vivaldi anten tasarımı ve optimizasyonu
Vivaldi antenna design and optimization in radar applications
ERDEM BARLİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEBAHATTİN EKER
- Yapay manyetik iletken (AMC) yapılarının giyilebilir antenlerde özgül emilim oranı (SAR) ve kazanç iyileştirmesine etkisi
Effect of artificial magnetic conductor (AMC) structures on specific absorption rate (SAR) and gain improvement in wearable antennas
BİLAL YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL