Nanostructured and Subwavelength Waveguides: Fundamentals and Applications

ویرایش:  
نویسندگان: Maksim Skorobogatiy(auth.)  
سری:  
ISBN (شابک) : 9781119974512, 9781118343227 
ناشر:  
سال نشر: 2012 
تعداد صفحات: 321 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 10 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 29,000

موجبرهای نوری نقش برجسته‌ای در فوتونیک دارند زیرا قادرند نور را بین یک نقطه تحریک و یک نقطه تشخیص به دام بیندازند و انتقال دهند. علاوه بر این، موجبرها امکان مدیریت بسیاری از ویژگی های اساسی نور را فراهم می کنند و امکان تعامل بسیار کنترل شده با سایر سیستم های نوری را فراهم می کنند. به همین دلیل موجبرها در ارتباطات راه دور، حسگری، طیف سنجی، منابع نور و انتقال نور با توان بالا در همه جا حاضر هستند. موجبرهای نانوساختار و زیرموج مزایای بیشتری دارند. آنها می توانند نور را در مقیاس طولی زیر حد پراش محدود کنند و برهمکنش نور-ماده را تقویت یا سرکوب کنند، و همچنین ویژگی های اساسی نور مانند سرعت و جهت انرژی و انتشار فاز را مدیریت کنند.

این کتاب تئوری نیمه تحلیلی و کاربردهای عملی تعداد زیادی از موجبرها و فیبرهای نوری زیرموج و نانوساختار را ارائه می‌کند که در مناطق مختلف طیف الکترومغناطیسی از جمله مرئی، نزدیک و میانی IR و THz کار می‌کنند. تعداد زیادی عبارات تحلیلی تقریبی، در عین حال بسیار دقیق، مشتق شده‌اند که ویژگی‌های مودال مختلف موجبرها و فیبرهای همسانگرد، ناهمسانگرد، و فراماده مسطح و دایره‌ای، و همچنین امواج سطحی منتشر شده در سطح مشترک و دایره‌ای را توصیف می‌کنند. انواع مختلفی از مواد طبیعی و مصنوعی نیز در نظر گرفته می شوند مانند دی الکتریک ها، فلزات، مواد قطبی، فرامواد تمام دی الکتریک و فلز-دی الکتریک ناهمسانگرد.

محتوا در چهار موضوع اصلی سازماندهی شده است:

ul>

خواص هدایت موجبرهای زیرموج و فیبرهای ساخته شده از مواد همگن و عموماً ناهمسانگرد

خواص هدایت موجبرها و الیاف نانوساختار با استفاده از مدل‌سازی هندسه دقیق و تقریب متوسط ​​موثر

توسعه از تقریب های موثر متوسط ​​برای مواد مختلف یک بعدی و دو بعدی نانوساختار و گسترش این تقریب ها به طول موج های کوتاه تر

کاربردهای عملی موجبرها و فیبرهای زیرموج و نانوساختار

طول موج‌های زیرموج نانوساختار و موجبرها از این جهت منحصر به فرد است که طیف گسترده‌ای از راه‌حل‌های تحلیلی را در یک مکان جمع‌آوری می‌کند که در محدوده‌های مختلف برای بسیاری از هندسه‌ها و مواد موجبر موج‌ها و فیبرهای عملاً مهم و محبوب به دست آمده است.

محتوا: < br>مقدمه فصل 1 (صفحات 1-19):
فصل 2 فرمول بندی همیلتونی معادلات ماکسول برای حالت های موجبرهای ناهمسانگرد (صفحات 21-37):
فصل 3 انتشار موج در چندلایه ناهمسانگرد مسطح، ماتریس انتقال (صفحات 39-45):
فصل 4 موجبرهای موج اسلب ساخته شده از مواد دی الکتریک ایزوتروپیک. نمونه ای از موجبرهای مسطح زیرموج (صفحات 47-74):
فصل 5 موجبرهای موج اسلب ساخته شده از دی الکتریک های ناهمسانگرد (صفحات 75-79):
فصل 6 فرامواد به شکل همه؟ چند لایه مسطح دی الکتریک (صفحه های 90) 8 :
فصل 7 موجبرهای مسطح شامل همه؟ فرامواد دی الکتریک، نمونه ای از موجبرهای متخلخل (صفحه های 91-102):
فصل 8 الیاف دایره ای ساخته شده از مواد همسانگرد (صفحات 103-136):
فصل 9 Cir ساخته شده از مواد ناهمسانگرد (صفحات 137-154):
فصل 10 فرامواد به شکل شبکه تناوبی از اجزاء (صفحات 155-166):
فصل 11 الیاف دایره ای ساخته شده از همه؟ فرامواد دی الکتریک (صفحه) 183):
حالت‌های فصل 12 در رابط بین دو ماده (صفحه‌های 185-208):
فصل 13 حالت‌های موجبر دال فلزی (صفحه‌های 209-232):
فصل 14 حالت‌های یک شکاف فلزی Waveguide (صفحات 233-245):
فصل 15 متامومادهای مسطح فلز/دی الکتریک (صفحات 247-252):
فصل 16 نمونه هایی از کاربردهای متاموماد فلز/دی الکتریک (صفحات 253-279):
فصل 17 حالت‌های سیم‌های فلزی، هدایت در محدوده‌های طیفی UV–IR، Mid?IR و دور طیفی IR (صفحه‌های 281–299):
فصل 18 روش‌های نیمه تحلیلی حل معادلات غیرخطی دو متغیر (صفحه‌های 301-305) :

Optical waveguides take a prominent role in photonics because they are able to trap and to transport light efficiently between a point of excitation and a point of detection. Moreover, waveguides allow the management of many of the fundamental properties of light and allow highly controlled interaction with other optical systems. For this reason waveguides are ubiquitous in telecommunications, sensing, spectroscopy, light sources, and high power light delivery. Nanostructured and subwavelength waveguides have additional advantages; they are able to confine light at a length scale below the diffraction limit and enhance or suppress light-matter interaction, as well as manage fundamental properties of light such as speed and direction of energy and phase propagation.

This book presents semi-analytical theory and practical applications of a large number of subwavelength and nanostructured optical waveguides and fibers operating in various regions of the electromagnetic spectrum including visible, near and mid-IR and THz. A large number of approximate, while highly precise analytical expressions are derived that describe various modal properties of the planar and circular isotropic, anisotropic, and metamaterial waveguides and fibers, as well as surface waves propagating on planar, and circular interfaces. A variety of naturally occurring and artificial materials are also considered such as dielectrics, metals, polar materials, anisotropic all-dielectric and metal-dielectric metamaterials.

Contents are organized around four major themes:

• Guidance properties of subwavelength waveguides and fibers made of homogeneous, generally anisotropic materials
• Guidance properties of nanostructured waveguides and fibers using both exact geometry modelling and effective medium approximation
• Development of the effective medium approximations for various 1D and 2D nanostructured materials and extension of these approximations to shorter wavelengths
• Practical applications of subwavelength and nanostructured waveguides and fibers 

Nanostructured Subwavelengths and Waveguides is unique in that it collects in a single place an extensive range of analytical solutions which are derived in various limits for many practically important and popular waveguide and fiber geometries and materials.

Content:
Chapter 1 Introduction (pages 1–19):
Chapter 2 Hamiltonian Formulation of Maxwell Equations for the Modes of Anisotropic Waveguides (pages 21–37):
Chapter 3 Wave Propagation in Planar Anisotropic Multilayers, Transfer Matrix Formulation (pages 39–45):
Chapter 4 SlabWaveguides Made from Isotropic Dielectric Materials. Example of Subwavelength Planar Waveguides (pages 47–74):
Chapter 5 SlabWaveguides Made from Anisotropic Dielectrics (pages 75–79):
Chapter 6 Metamaterials in the Form of All?Dielectric Planar Multilayers (pages 81–90):
Chapter 7 Planar Waveguides Containing All?Dielectric Metamaterials, Example of Porous Waveguides (pages 91–102):
Chapter 8 Circular Fibres Made of Isotropic Materials (pages 103–136):
Chapter 9 Circular Fibres Made of Anisotropic Materials (pages 137–154):
Chapter 10 Metamaterials in the Form of a Periodic Lattice of Inclusions (pages 155–166):
Chapter 11 Circular Fibres Made of All?Dielectric Metamaterials (pages 167–183):
Chapter 12 Modes at the Interface between Two Materials (pages 185–208):
Chapter 13 Modes of a Metal Slab Waveguide (pages 209–232):
Chapter 14 Modes of a Metal Slot Waveguide (pages 233–245):
Chapter 15 Planar Metal/Dielectric Metamaterials (pages 247–252):
Chapter 16 Examples of Applications of Metal/Dielectric Metamaterials (pages 253–279):
Chapter 17 Modes of Metallic Wires, Guidance in the UV–Near?IR, Mid?IR and Far?IR Spectral Ranges (pages 281–299):
Chapter 18 Semianalytical Methods of Solving Nonlinear Equations of Two Variables (pages 301–305):