Plasmonic stripe waveguide coupler with integrated wavelength division multiplexer

Plazmonik metal yüzeylerdeki serbest elektronların ve elektromanyetik dalgaların etkileşimini inceleyen bir araştırma alanıdır. Yeni tekniklerin ve cihazların icadıyla bu etkileşimlerden faydalanarak ışığı saçılım limitinin altındaki boyutlarda kontrol edebilen nano yapılar geliştirmek mümkündür. Elektronik devrelerle entegrasyon, plazmonik lazerler, biyolojik ve kimyasal sensörler, Raman spektroskopisi(SERS) ve plazmonik lensler sayısı sürekli artan uygulama alanlarından bazılarıdır . Boş uzayda yol alan elektromanyetik dalgaları yüzey plazmon polaritonlarına (YPP) eşleştirmek ve YPP'leri boş uzayda yol alan elektromanyetik dalgalara çevirmek nanofotonik bir çip tasarımında temel hususlardandır. YPP ışın demetlerini istenilen şekilde yönlendirmek ise diğer bir husustur. Genellikle eşleştirme ve yönlendirme nanoboyutlarda aynı nano yapılarla sağlanır. Saçıcı geometrileri, YPP oluşumu optimizasyonu için dizayn ve üretim teknikleri üzerine araştırmalar sürmektedir. Ek olarak saçıcı dizileri kullanan dalga boyu çözücüler geliştirilmiştir. Bu tezdeki amaç farklı dalga boylarına sahip optik sinyalleri altın film üzerinde merkezleri arasındaki uzaklık 4 mikrometre olacak şekilde ayarlanmış 1 mikrometre genişliğe sahip şerit dalga kılavuzlarının kipleri ile eşleştirmektir. Bu amaca ulaşmak için öncelikle belirli bir genlik ve faza sahip YPP demeti uyaran YPP ışınlayıcılar ile deneme yaptık. Ancak bu şekilde şerit dalga kılavuzu kipi ile eşleştiremedik çünkü bu yaklaşımda eşletirilmek istenilen modun genlik ve fazın saçıcının boyutun kullanılan saçıcılar mertebesinde olması gerekiyor. Bunun üzerine farklı bir yöntem kullanmaya karar verdik. Nano yarıklar kullanan daha önceden çalışılmış bir dalga boyu ayrıştırıcı dizaynının yinelemeli algoritmasını değiştirip uygulamaya karar verdik. Farklı dalga boyuna sahip YPP'leri dalga kılavuzu kiplerine eşleştirmek için odak noktalarına plazmonik şerit dalga kılavuzları konmuştur. Bu işlem delta-antenler ve nano yarık dizileriyle tekrarlanması sonucunda delta-antenlerin yaklaşık iki kat daha fazla performans sağladığını gözlemledik.