Título
Cálculo numérico de patrones de radiación de nano-antenas ópticas
Numerical computing of optical radiation patterns nanoantennas
Autor
EDGAR JOVANNI ROBLES RAYGOZA
Colaborador
VICTOR RUIZ CORTES (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
El esparcimiento de luz es una cualidad propia de materiales con diversas geometrías, ya sean dieléctricos o metálicos. Utilizando la cualidad anterior y considerando la teoría de radiofrecuencia para la construcción de una antena Yagi-Uda, el objetivo de este trabajo de investigación es el estudio del esparcimiento de un conjunto de partículas metálicas (nanoláminas) para que su patrón de radiación presente características partículares. Es decir, realizar diseños con nanopartículas metálicas que irradien con la mayor ganancia posible y que el lóbulo principal del patrón de radiación sea altamente directivo. El esparcimiento de ondas electromagnéticas motivó la construcción de muchos dispositivos que se utilizan en la actualidad y son de gran interés para un estudio detallado como son las antenas. Una de las antenas utilizadas en radiofrecuencia es la antena Yagi-Uda. Esta antena tiene múltiples aplicaciones y a pesar de tener una estructura sencilla presenta características específicas en su patrón de radiación como es una alta ganancia y direccionalidad del lóbulo principal. Como primer apartado de resultados, se hace un estudio numérico sobre partículas metálicas (oro y plata) aısladas con diferentes geometrías, esto para entender el comportamiento de esparcimiento de ondas con dos tipos de iluminación: frente de onda plano y una fuente puntual. Posterior a esto, se realizó un estudio numérico con pares de partículas de diferentes geometrías para estudiar sus resonancias, consecuente a esto, se muestran los resultados de dos diseños de nanoantenas utilizando una longitud de onda de λ = 532nm. Y por último se muestran las comparaciones de cuatro métodos de diseño de nanoantenas iluminadas a una longitud de onda de λ = 633nm utilizando el formalismo de ecuaciones integrales. Con estos resultados es viable llevar los diseños propuestos a la práctica ya que las dimensiones de las nanoantenas mostradas se pueden fabricar utilizando técnicas fotolitográficas.
The scattering of light is a characteristic of materials with different geometries, whether dielectric or metallic. Using the above quality and considering the radiofrequency theory for the construction of a Yagi-Uda antenna, the objective of this research is the study of the scattering of a set of metal particles (nanolamines) so that its pattern of radiation presents particular characteristics. That is, designs with metal nanoparticles that radiate with the highest possible gain and that the main lobule of the radiation pattern is highly directive. The scattering of electromagnetic waves is the reason for the construction of many devices that are used today and are of great interest for a detailed study as are the antennas. One of the antennas used in radio frequency is the Yagi-Uda antenna. This antenna has multiple applications and despite having a simple structure presents specific characteristics in its radiation pattern as is a high gain and directionality of the main lobe. In the first section of results, a numerical study on metal particles (gold and silver) insulated with different geometries is done to understand the wave propagation behavior with twotypesofillumination:aplanefrontwaveandapointsource.Subsequently,anumerical studywasperformedwithdimersofdifferentgeometriestostudytheirresonances,consequently, the results of two nanoantennas designs using a wavelength of λ = 532nm. And lastly, we show the comparisons of four nanoantene design illuminated at a wavelength of λ = 633nm using the formalism of integral equations. With these results, it is feasible to taketheproposeddesignstothepracticesincethedimensionsofthenanoantenasshown can be made using e-beam lithography.
Editor
CICESE
Fecha de publicación
2016
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Sugerencia de citación
Robles Raygoza, E.J. 2016. Cálculo numérico de patrones de radiación de nano-antenas ópticas. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 109 pp.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional CICESE
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