Beaming and localization of electromagnetic waves in periodic structures

Hayatımızı daha kolay, konforlu ve sıhhatli yapmak için mikroskop, veri saklama, LED, lazer, modulator, sensor ve güneş pilleri gibi çok çeşitleri araçlarda elektromanyetik dalgaların isteğimize uygun biçimde yönlendirmek istiyoruz. Fakat, özellikle çok küçük boyutlarda elektromanyetik dalgaları isteğimize uygun şekilde yönlendirmek çok zordur. Bugünkü kullandığımız pek çok cihazı performans ve maliyet açısından daha iyileriyle değiştirmek içinse gerekli olan en önemli çözüm olan elektromanyetik dalgaları dalgaboyu-altı boyutta odaklamak ve yönlendirmektir işlemini kolayca yapamıyoruz. Üç önemli çalışma alanlarındaki başarılar bu soruna çözüm olabilir. Bu gelişmekte olan çalışma alanları: metamalzemeler, fotonik kristallar ve yüzey plazmonlarıdır. Bu tezde, dalgaboyu-altı metalik ızgaralı yapılar, fotonik kristaller ve metamalzemeler gibi periyodik yapılarda elektroanyetik dalgaların yönlendirilmesi ve lokalizasyonu incelendi. Hem metalik dagaboyu-altı yapıları hem de fotonik kristaldalga kılavuzu ile eksenden sapmış yönledirme mikrodalga boyutunda araştırıldı. Çıkış yüzeyi yönlendirme açısını değiştirmek amacıyla asimetrik olarak tasarlandı. Ayrıca, yüzey yapısı değiştirilmiş fotonik kristal yapıları ile frekansa bağlı yönlendirme çalışıldı. Dispersiyon diyagramı ile değiştirilmiş olan yüzey yapısının negatif eğime sahip yüzey modu ortaya çıkarıldı. Bu nedenle, fotonik kristal bazlı yüzey dalgaları ile frekansa bağlı sızan dalga antenlerinin çalışma sisteminin aynı olduğu gösterildi. Bütün bunlara ek olarak, metamalzeme bazlı kavite yapıları araştırıldı. Metamazelme yapılarının birim hücreleri çalışma dalga boyundan çok küçük olduğu için, dalgaboyu-altı lokalizasyon gözlendi. Ayrıca bağlı-kavite yapıları incelendi. Son olarak, günümüzde kullanılan biyolojik tahlil metodlarının limitlerini aşabilen çok hızlı biyolojik tahlil metodu düşük güçlü mikrodalga ısınma ve yarıklı halka rezönatötleri kullanılarak gösterildi.