احمد محمدی اسلامی

در این پایان نامه با بهره گیری از پدیده های اپتیکی شامل فابری-پرو، پلاسمون سطحی جایگزیده و پراکندگی، به طراحی و مدل سازی نانوکاواک های پلاسمونیکی با هندسه های متفاوت می پردازیم. به همین منظور نانوکاواک های روزنه ای با هندسه هایی شامل استوانه و مخروط در دل لایه فلزی از جنس طلا و نقره با زیرلایه-ای از جنس سیلیکا در نظر می گیریم. بررسی تاثیر پارامترهای تاثیرگذار از جمله ابعاد، هندسه، ضریب شکست محیط پیرامون و جنس نانوکاواک های پلاسمونیک و مطالعه برهم کنش نور با چنین ساختارهایی به طور تحلیلی امکان پذیر نمی باشد و باید از تکنیک های محاسباتی استفاده شود. برای این منظور از روش تفاضل متناهی دامنه زمان به دلیل توانایی حل معادلات ماکسول در دامنه زمان برای ساختارهای پیچیده با ابعاد و شکل دلخواه استفاده می کنیم. نشان می دهیم که با طراحی دقیق ابعاد، هندسه و جنس نانوکاواک های پلاسمونیکی می توان به تقویت میدان های الکترومغناطیسی در نواحی بسیار کوچک دست یافت، با دست کاری اندکی در ضریب شکست محیط پیرامون، قله تشدید پلاسمون سطحی جایگزیده و فابری پرو بخوبی جابجا شده و در نتیجه حساسیت ساختار به طور قابل توجهی افزایش پیدا می کند. پارامترهای حساسیت، ضریب کیفیت و شاخص شایستگی را به ازای نانوکاواک های طراحی شده محاسبه می نماییم و نشان می دهیم که با تنظیم دقیق تمامی پارامترهای تاثیرگذار می توان نانوحسگری بر پایه نانوکاواک های ارائه شده پیشنهاد داد که از حساسیت بالایی برخوردار می باشد.