عبدالله حسن زاده

توری موجبری یک اختلال داخل یا بر روی موجبرهای تخت یا کانالی است که پاشندگی یا هدایت نور را کنترل می کند. جفت شدگی مدها وظیفه ی اصلی توری های موجبری است که تحت شرایط خاصی، انتقال توان را مابین مدهای هم راستا با مرتبه مدهای متفاوت ویا میان مدهای هدایتی غیر همسو و همچنین میان مدهای هدایتی و تابشی امکان پذیر می سازد. توری های ساخته شده بر روی مرز فیلم-پوشش موجبرهای دی الکتریکی کاربردهای زیادی از جمله حسگرها ، فیلترهای اپتیکی با پهنای باند نازک، لیزرهای بازخورد توزیع شده، کنترل سرعت گروه و تطابق فازی در مواد غیر خطی در زمینه ی اپتیک و فوتونیک پیدا کرده اند. فرآیند ساخت مواد چپگرد در سال های اخیرمنجر شده است که محققین به دنبال پیدا کردن کاربردهای متفاوتی از این مواد باشند. بررسی تئوری رفتار این ساختار و ابزارهایی که شامل فراماده می باشند بطور بالقوه ای موضوع مفیدی است که می تواند منجر به طراحی وسایل اپتیکی جدید و همچنین افزایش کارایی آنها شود. ما بر این اعتقادیم که یکی از کاربردهای مواد چپگرد که تاکنون بطور کامل بررسی نشده است، توانایی هدایت امواج در توری های موجبری می باشد. یک توری موجبری که به عنوان اختلال کوچکی بر روی یک موجبر کامل در نظر گرفته می شود و همچنین اثرات تغییرات ضریب شکست بر روی مدهای هدایتی در ناحیه ی توری مطالعه شده است. به منظور توضیح انتقال انرژی میان مدهای ساختار اصلی، دو معادله ی مد جفت شده به کمک تئوری اختلال به دست میآید. روابط تعمیم یافتهای برای ضرایب جفت شدگی طولی و عرضی توری موجبری فیلم نازک به دست می آید که برای توری موحبری ساخته شده از هر دو مواد معمولی و فراماده می تواند استفاده شود. برای تاکید بیشتر خواص غیرمعمول توری های موجبری ساخته شده از فراماده، بطور عددی ضرایب جفت شدگی توریهای موجبری ساخته شده از پوشش یا فیلم فراماده را به دست می آوریم و با یک موجبر ساخته شده از مواد معمولی مقایسه می کنیم. ما نشان داده ایم که ضرایب جفت شدگی توری های موجبری ساخته شده از فراماده، بیشتر از دو یا سه مرتبه افزایش می بابد. در حالیکه ضریب جفت شدگی طولی یک توری موجبری در حالت TE صفر می باشد، ما گزارشی مبنی بر غیر صفر بودن آن در توری موجبری با فیلم یا پوشش ساخته شده از فراماده می دهیم. خصوصا برای مدهای TE، ما نشان می دهیم که برای نسبت خاصی از ضریب گذردهی الکتریکی زیرلایه به پوشش، ضریب جفت شدگی مد اصلی تنها در یک محدوده ی خاصی از ضخامت وجود دارد. برای مدهای TM، ما نشان می دهیم که ضرایب جفت شدگی مد اصلی وجود ندارد و مد اول نیز در ضخامت نازکی از فیلم محدود می شود و قادر به جفت شدن به مدهای دیگر نمی باشد. وجود هر دو ضریب جفت شدگی طولی و عرضی، تبهگنی دوگانه ی مدها و ضرایب جفت شدگی در نزدیکی ضخامت قطع از دیگر ویژگی های غیر معمول ساختار ارائه شده می باشد