Active Plasmonics: Surface Plasmon Polariton modulation. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (MS Thesis) MS_THESIS_FINAL.pdf Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

يمكن للإلكترونات في المعادن أن تتفاعل بقوة مع الضوء لتشكيل مايعرف بالبلازمونات السطحية (SPPs). تنحصر الموجات الكهرومغناطيسية الناجمة عن ذلك في إطار طول موجي أقصر بكثير من الطول الموجي للموجة الضوئية الأصلية. من الممكن استخدام هذه الموجات في العديد من المجالات مثل الاستشعار عن بعد ، والتصوير ، والطاقة والإلكترونيات الضوئية. للاستفادة من كفاءة ال SPP لابد من إيجاد أساليب لتعديلها و التأثير فيها و سيفتح هذا الأمر المجال لمزيد من التطبيقات و في مجالات جديدة مثل الإتصالات و معالجة الإشارات و في مجال التشخيص الطبي وإيصال الدواء إلى الخلايا الحية. الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة الطرق القائمة لتعديل ال SPP و اقتراح أساليب هندسية مبتكرة لتحقيق كفاءة أكثر في تعديل الSPP . ويستند النهج النظري المستخدم في الدراسة على نموذج عددي وضع مؤخرا باستخدام طريقة FDTD الحسابية. وقد تم وضع نماذج مختلفة لتعديل ال SPP محاكاة باستخدام الخصائص غير الخطية للزجاج من نوع Chalcogenide مع المعادن النبيلة. وقد وجد أن النماذج المصممة قادرة على تحوير ال SPPs من خلال تفعيل السلوك غير الخطي للزجاج عندما ضخت بإشارات متفاوتة مما يمهد الطريق لتصنيع الأجهزة النشطة.

English Abstract

Free electrons in metals can strongly interact with light to form Surface-Plasmon-Polaritons (SPPs). The resulting electromagnetic waves are confined within sub-wavelength dimensions and can propagate along the metal interface. These waves can potentially be used in many areas such as sensing, imaging, energy and optoelectronics. To efficiently utilize SPP propagation, their relatively short propagation length has to be enhanced. Also, methods of SPP modulation have to be devised. Efficient optical modulation of SPPs will pave the way for great advances in all-optical switching and miniaturization of on-chip circuits. It will also unlock the tremendous potential of nano-scale propagation of SPPs for the possibility to make efficient sensors to be applied in fields such as medicine and drug delivery. The aim of this thesis is to survey the existing methods for SPP modulation and to investigate novel engineering approaches to achieve efficient SPP modulation. The theoretical approach used in the investigations is based on a numerical model recently developed using Finite Difference Time Domain (FDTD) method. Various prototypes that can modulate SPP have been simulated through the use of Chalcogenide (ChG) glass and noble metals. It was found that the designed prototypes when pumped with varying input intensity signals were capable of modulating SPPs by activating the nonlinear behaviour of ChG glass, thus paving the way for fabrication of active devices.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Alsunaidi, Mohammad Abdul Aziz
Committee Members:	Al Jamid, Hussain Ali and Gondal, Mohammad Ashraf
Depositing User:	SYED SALMAAN RASHID (g200904730)
Date Deposited:	25 Jan 2012 08:40
Last Modified:	01 Nov 2019 15:30
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138581