عبدالله حسن زاده

امواج الکترومغناطیسی در برهمکنش با اجسام به آنها نیرویی وارد می کنند که به آن نیروی اپتیکی گفته می شود. می توان از نیروی اپتیکی برای دستکاری و حرکت ذرات ریز بدون تماس فیزیکی با آنها استفاده کرد. برای تقویت فشار اپتیکی می توان از ساختارهای تشدیدی استفاده کرد. ساختارهای تشدیدی مهم برای تولید فشار اپتیکی، ساختار تشدید پلاسمون سطحی و ساختار تشدیدی موجبری هستند. فشار اپتیکی افزایش یافته می تواند برای دستکاری، طبقه بندی و سرعت دهی در انواع مختلف نمونه، طراحی دستگاه های اپتو – مکانیکی، آینه های اتمی و کاهش زمان تصویر برداری در میکرسکوپ های میدان میرا ، بدون گرم کردن و آسیب رساندن به آنها استفاده شود. هدف این رساله به دست آوردن فشار اپتیکی بین دو صفحه ی تخت و یا یک صفحه ی تخت و یک ذره ی کروی ریز در ساختارهای مختلف تشدیدی و دستیابی به فشار اپتیکی بیشینه ( نسبت به پژوهش های قبلی ) برای دستکاری و حرکت آنها است. ابتدا برای تقویت فشار اپتیکی وارد بر سلول، ساختار تشدید موجبری معرفی می شود. از فشار اپتیکی تقویت شده، می توان به عنوان یک ابزار غیر مخرب برای ایجاد تغییرات قابل اندازه گیری در فاصله جدایی سلول - زیرلایه ، در حدود 6 نانومتر استفاده کرد . برای محاسبه تغییر فاصله سلول- زیرلایه ، فیلم دی الکتریک سه لایه ای به عنوان مدلی برای سلول گسترش یافته و چسبیده به زیرلایه اش، که به وسیله ی فنرهایی به زیر لایه متصل شده است در نظرگرفته می شود. هم چنین، با افزودن لایه ی فراماده و لایه هایی از گرافن بر روی فلز می توان فشار اپتیکی بر صفحات تخت و نیروی اپتیکی بر ذرات را افزایش داد. برای تقویت فشار اپتیکی وارد بر یک نمونه دی الکتریک، یک ساختار تشدیدی با استفاده از گرافن بر روی فلز معرفی و به طور تئوری تحلیل می شود. تعداد لایه های گرافن، ضخامت فلز و نمونه برای دستیابی به بیشینه ی فشار اپتیکی بهینه می شوند. اثرات سه نوع فلز( طلا، نقره و مس) بر روی فشار اپتیکی بررسی می شود. نتایج نشان از افزایشی در حدود 5 مرتبه در فشار را در مقایسه با ساختار های تشدیدی معمولی فلز- فیلم دارد. ساختار تشدیدی دیگری که برای تقویت میدان میرا معرفی می شود، ساختاری جدید شامل منشور، فلز ، فراماده و چند لایه گرافن است. محاسبات برای سه طول موج مختلف نور فرودی( 532 نانانومتر، 639 نانومتر و 690 نانومتر) انجام می شود. تعداد لایه های گرافن، ضخامت فلز و فراماده برای دستیابی به بیشینه ی فشار اپتیکی بهینه می شوند. بیشینه ی مقدار فشار اپتیکی وارد بر نمونه نشان می دهد که فشار اپتیکی در حدود یک مرتبه بیشتر از ساختار فاقد فراماده است.