نسل دوم و سوم هارمونیک برای سوسپانسیون غیر رقیق ذرات پوشش داده شده با ناهمسانگردی دی الکتریک شعاعی

Second- and third-harmonic generations for a nondilute suspension of coated particles with radial dielectric anisotropy

1- مقدمه
2- پذیرفتاری های غیرخطی موثر برای SHG و THG
3- پذیرفتاری های SHG و THG برای مدل A
4- پذیرفتاری های SHG و THG برای مدل B
5- بحث و نتیجه گیری
منابع

چکیده
ما عبارت هایی را برای تانسورهای پذیرفتاری غیرخطی موثر برای تولید هارمونیک دوم (SHG) و تولید هارمونیک سوم القایی (THG) ذرات کامپوزیت غیرخطی را استخراج می کنیم، که در آن ذرات پوشش دار غیرآبکی با ناهمسانگردی دی الکتریک شعاعی بطور تصادفی در میزبان خطی قرار داده شده اند. دو نوع از ذرات پوشش دار در نظر گرفته شده اند. اولین نوع نوعی است که هسته دارای یک پذیرفتاری غیرخطی مرتبه دوم است و پوسته خطی و بطور شعاعی ناهمسانگرد است، درحالیکه دومین نوع نوعی است که هسته با ناهمسانگردی شعاعی خطی است و پوسته یک پذیرفتاری غیرخطی مرتبه دوم دارد. ما تاحدزیادی پذیرفتاری SHG و THG بهبود یافته ای را در چندین فرکانس تشدید پلاسمون خطی مشاهده می کنیم. برای مدل دوم، با توجه به فلزی بودن ماده پوششی، دو فرکانس تشدید بنیادی ωc1 و ωc2 وجود دارند، که اختلاف آن ωc2−ωc1 قویا وابسته به پارامتر بین سطحی و ناهمسانگردی دی الکتریک شعاعی می باشد. به علاوه، در هر دو سیستم، تنظیم ناهمسانگردی دی-الکتریک منجر به بهبود پذیرفتاری های SHG و THG القایی در فرکانس های تشدید پلاسمون سطحی نسبت به سیستم های همسانگرد متناظر می شود. بنابراین، هردو ساختار هسته پوسته و ناهمسانگردی دی الکتریک نقش مهمی در تعیین بهبود غیرخطی و فرکانس های تشدید سطحی ایفا می کنند.

2- پذیرفتاری های غیرخطی موثر برای SHG و THG
ما یک ماده بطور ماکروسکوپیکی ناهمگن شامل یک تعلیق غیرآبکی از ذرات پوشش دار غیرخطی واقع در یک میزبان خطی با ثابت دی الکتریک را در نظر می گیریم. هسته (یا پوسته) بصورت غیرخطی مرتبه دوم فرض می شود با توجه به این واقعیت که تقارن وارون در سطح شکسته شده است ]25،26[. رابطه مشخصه بین میدان جابجایی D و میدان الکتریکی E هسته و پوسته در مورد استاتیک بصورت زیر است

که در آن و iامین مولفه E و D هستند و مولفه های تانسور پذیرفتاری غیرخطی مرتبه دوم هسته یا پوسته می باشد. هنگامی که از یک میدان خارجی تکفام در امتداد محور z برای سیستم کامپوزیت استفاده می کنیم، پتانسیل ها و میدان های محلی در تمام فرکانس های هارمونیک ناشی از غیرخطیت درجه دوم ترکیبات درون کامپوزیت تولید خواهند شد. بنابراین در فرکانس های محدود، رابطه مشخصه در ذرات بصورت زیر خواهد بود ]22[

که در آن ثابت دی الکتریک وابسته به فرکانس در مولفه را نشان می دهد، در حالیکه پذیرفتاری های غیرخطی مرتبه دوم را ارائه می کند.هدف ما مطالعه پذیرفتاری های هارمونیک دوم و سوم موثر سیستم کامپوزیت می باشد. پذیرفتاریSHG غیرخطی موثر می تواند در شکل زیر نوشته شود ]21[

که در آن برای متوسط فضایی ارائه می شود، کسر حجمی مولفه است و فاکتور میدان محلی ارائه دهنده lامین مولفه کارتزین میدان الکتریکی خطی درون ذرات است هنگامیکه میدان خارجی درامتداد iامین جهت در فرکانس اعمال می شود. در اینجا، می خواهیم یادآوری کنیم که باید روی شاخص های تکراری مانند l و m و n در معادله (3) جمع زده شود.

مدولاسیون پویای تله گذاری و رهاسازی رنگین کمانی با نور کم بر اساس بلورهای فوتونی متقارن کم

Dynamic modulation of slow light rainbow trapping and releasing in a tapered waveguide based on low-symmetric photonic crystals

چکیده

مقدمه

طراحی ساختار و تحلیل پراکندگی

قابلیت سوئیچ کردن تله گذاری رنگین کمانی نور آهسته

نتیجه گیری ها

منابع

چکیده

یک بررسی عددی از تله گذاری رنگین کمانی نور آهسته در موجبر کریستال فوتونی تله گذاری شده پیشنهاد می کنیم که با اصلاح پارامترهای ساختاری در کریستال های فوتونی با تقارن کم شکل می گیرد. امواج الکترومغناطیسی فرکانس های مختلف در پهنای باند نرمال تقریبا 5% را از طریق تجزیه و تحلیل پراکندگی و شبیه سازی های عددی می توان در موقعیت های مختلف با نام «تله گذاری رنگین کمانی» به دام انداخت. علاوه بر این، موجبر کریستالی فوتونی تله گذاری شده بر روی کاهش پلی استراین ایجاد می شود که در آن شاخص شکست را می توان با تنظیم ولتاژ خارجی براساس اثر الکترواپتیک تنظیم کرد. بنابراین، زمانی که ولتاژ اعمال شده به درستی تعدیل شود، موج تله گذاری شده در موقعیت های مختلف قرار گرفته و حتی منتشر خواهد شد. این ساختار دارای جنبه های کاربردی گسترده در سوئیچ نوری، تقسیم طول موج چندگانه، و سایر دستگاه های ارتباطی نوری دیگر است.

مقدمه

در حال حاضر به لطف ویژگی های امیدوار کننده در ذخیره سازی نوری، ذخیره سازی پنهان نوری، پردازش اطلاعات نوری و سایر حوزه ها، نور آهسته توسط بسیاری از محققان مورد بررسی قرار گرفته است [5-1] که بعنوان فناوری های کلیدی برای ارتباطات نوری آینده و ذخیره سازی اطلاعات در نظر گرفته می شوند. در ابتدا، نور آهسته براساس اثرات کوانتوم مانند وضوح ناشی از الکترومغناطیسی (EIT)، نوسان منسجم جمعیت (CPO)، پراکندگی رامان تحریک شده (SRS) و پراکندگی بریلیون تحریک شده (SBS) تحقق یافت [9-6]. با این حال، دما/فشار کاری بسیار کم  و پهنای باند کاری اندک، پیاده سازی های عملی آنها را محدود کرد. کریستال های فوتونی (PC) بعنوان یک ماده مصنوعی جدید، برای تشخیص نور آهسته بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند زیرا از دمای اتاق و کوچک سازی مناسب دستگاه پشتیبانی می کنند. [14-10]. به منظور کسب پهنای باند کاری گسترده برای کاربردهای عملی، تلاش های زیادی برای کسب نوارهای پهن بر روی منحنی های پراکندگی با اصلاح محلی شاخص موثر PC انجام شده است [15]. گزارش های اخیر درباره ، «تله گذاری گین کمانی» نور آهسته در برخی مواد مصنوعی (مانند PCها، فرامواد و غیره)، روش جدیدی را برای کاهش سرعت نور در طیف گسترده فرکانس باز کرده است [18-16]. 

Abstract

We propose a numerical investigation of slow light rainbow trapping and releasing in a tapered photonic crystal waveguide which is formed by linearly modifying the structural parameters in low-symmetric photonic crystals. Through dispersion analysis and numerical simulations, the electromagnetic waves of different frequencies in a normalized bandwith of ~5% can be trapped at different positions, as called “rainbow trapping”. Moreover, the tapered photonic crystal waveguide is created on polystyrene subtract, of which refractive index can be adjusted by tuning the external voltage based on electro-optic effect. Therefore, when the applied voltage is properly modulated, the trapped wave will be captured in different positions even released. The structure has broad application prospects in optical switch, wavelength-division multiplexing, and other optical communication devices.

Introduction

Recently, slow light has been investigated by many researchers, thanks to its promising properties in optical storage, optical caching, optical information processing and other areas [1–5], which are considered to be the key technologies for future all-optical communication and information storage. Initially, slow light was realized based on quantum effects such as electromagnetically induced transparency (EIT), coherent population oscillation (CPO), stimulated Raman scattering (SRS) and stimulated Brillouin scattering (SBS) [6–9]. However, the ultra-low working temperature/pressure and the narrow working bandwidth limited their practical implementations. As a new artificial material to realize slow light, photonic crystals (PCs) have attracted much attention because of their support for room-temperature and their fine device miniaturization [10–14]. In order to obtain wide working bandwidth for practical applications, many efforts have been made in obtaining flat bands on dispersion curves by locally modifying the effective index of PCs [15]. Recent reports on slow light “rainbow trapping” in some artificial materials (such as PCs, metamaterials, etc.) have opened a new way to slow down the speed of light over a wide frequency range [16–18].

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مدولاسیون پویای تله گذاری و رهاسازی رنگین کمانی با نور کم بر اساس بلورهای فوتونی متقارن کم

Dynamic modulation of slow light rainbow trapping and releasing in a tapered waveguide based on low-symmetric photonic crystals

یک پروب سنجش نور صوتی با استفاده از خط تاخیر آکوستیکی فیبر نوری

A photoacoustic sensing probe using optical fiber acoustic delay line

چکیده

1- مقدمه

2- روال تجربی

2-1 طراحی و ساخت پروب

2-2 ارسال فراصوت فیبر تاخیر آکوستیکی

2-3 تایید تفکیک سیگنال تداخلی

2-4 مشخصات رنگ

2-5 شناسایی خوب گاو در سینه مرغ

3- نتایج و بحث

3-1 انتقال فراصوت فیبر تاخیر آکوستیکی

3-2 تایید تفکیک سیگنال تداخلی

4- نتیجه گیری

چکیده

در این مقاله طراحی جدید پروب سنجش فوتو آکوستیک شامل دو فیبر نوری را گزارش می دهیم. یک فیبر نوری برای تحویل پالس های نوری تحریک مورد استفاده قرار می گیرد. فیبر دیگر به عنوان یک خط تاخیر آکوستیکی برای تقویت سیگنال PA تقویت شده از هدف به فرستنده خارجی فراصوت عمل می کند. با فازودن تاخیر زمانی مناسب، سیگنال اصلی PA به آسانی از سیگنال های تداخلی تفکیک می شود. برای نمایش این طرح جدید، یک پروب نمونه اولیه اولی طراحی، ساخت و تست شده است. عملکرد سنجش PAC با غلظت های مختلف ترکیب رنگ های مشکی قرمز مشخص شده است. نتایج حاصل از تست نشان می دهد که پروب سنجش PA می تواند حساسیت خوبی را فراهم کند و خطی بودن زیادی را بر بستر طیف گسترده ای از غلظت ها حفظ کند. شناسایی خون گاو که در بافت سینه مرغ گنجانده شده است، برای نمایش سودمندی بالقوه آن در کاربردهای طبیعی به کار گرفته شده است.

4- نتیجه گیری

در این کار پروب جدید سنجش PA همراه با تحویل نور و تشخیص فراصوت در یک بسته فشرده نشان داده شده است. متفاوت از روش های متداول، استفاده از فیبر نوری به عنوان یک خط تاخیر آکوستیکی دو مساله چالش برانگیز در طراحی پروب سنجش PA را مورد بررسی قرار می دهد. اول، با وجود ناخیر زمانی مناسب، سیگنال های PA با تاخیر وارد ترنسدیوسر گیرنده می شوند و با سیگنال های تداخلی بسیار قدرتمندتر ترکیب نمی شود. این کار اجازه می دهد تا اندازه گیری های PA بر روی هدف نزدیک با پروب یا حتی در اتصال با پروب انجام شود. دوم، ترنسدیوسر فراصوت گیرنده می تواند در خارج از بدنه پروب قرار گیرد. به عنوان یک نتیجه، قطر بدنه پروب به منظور به حداقل رساندن تهاجمی بودن آن برای استفاده در موجود زنده، به طور قابل توجهی کاهش یابد. ما در آینده قصد داریم تا ساخت و مونتاژ پروب جدید سنجش PA را بهینه کنیم و درباره کاربردهای آن در موجود زنده تحقیق کنیم.

Abstract

In this paper, we report a new photoacoustic sensing probe design consisting of two optical fibers. One optical fiber is used for delivering the excitation light pulses. The other one serves as an acoustic delay line to relay the generated PA signal from the target to an outside ultrasound transducer. With the addition of suitable time delay, the original PA signal can be easily separated from the interference signals. To demonstrate this new design, a prototype probe was designed, fabricated and tested. The PA sensing performance was characterized with different concentration of black and red dye solutions. The testing results show that the PA sensing probe can provide good sensitivity and maintain high linearity over a wide range of concentrations. The detection of bovine blood embedded into chicken breast tissue was also conducted to demonstrate its potential usefulness for in-vivo applications.

4- Conclusion

In this work, we have demonstrated a new PA sensing probe with light delivery and ultrasound detection in a compact package. Different from conventional approaches, the use of optical fiber as acoustic delay line addresses two challenging issues in PA sensing probe design. First, with a suitable time delay, the PA signals will arrive later at the receiving transducer and not mixing with the much stronger interference signals. This allows PA measurements to be performed on targets close to or even contacted with the probe. Second, the receiving ultrasound transducer can be located outside the probe shank. As a result, the diameter of the probe shank can be significantly reduced to minimize its invasiveness for in-vivo use. In the future, we plan to optimize the fabrication and assembly of the new PA sensing probe and investigate its in-vivo applications.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک پروب سنجش نور صوتی با استفاده از خط تاخیر آکوستیکی فیبر نوری

A photoacoustic sensing probe using optical fiber acoustic delay line

ایجاد لیزر بریلوئن با آرایه توری براگ فیبری حک شده در فیبر نوری مخروطی تک مد 

Brillouin lasing in single-mode tapered optical fiber with inscribed fiber Bragg grating array

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ایجاد لیزر بریلوئن با آرایه توری براگ فیبری حک شده در فیبر نوری مخروطی تک مد

Brillouin lasing in single-mode tapered optical fiber with inscribed fiber Bragg grating array

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

شفافیت و حسگری ضریب انکسار ناشی از پلاسمون در یک نوع جدید از موجبر پلاسمونیک مبتنی بر گرافن

Plasmon induced transparency and refractive index sensing in a new type of graphene-based plasmonic waveguide

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

شفافیت و حسگری ضریب انکسار ناشی از پلاسمون در یک نوع جدید از موجبر پلاسمونیک مبتنی بر گرافن

Plasmon induced transparency and refractive index sensing in a new type of graphene-based plasmonic waveguide

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

یک روش اندازه گیری تغییر شکل سه بعدی جدید در میکروسکوپ نوری برای آزمایش بالج میکرومقیاس

A novel 3D deformation measurement method under optical microscope for micro-scale bulge-test

چکیده

1. مقدمه

2. پیش زمینه نظری

2.1 اصول اساسی

2.2 آنالیز دقت

3. توصیف روش

3.1 روش سنجش سه بعدی برای آزمون بالج

3.2 دستگاه

3.3 آماده سازی نمونه

3.4 آزمایش آزمون بالج

4. نتایج و بحث

5. نتیجه گیری

چکیده

در این مقاله، روش سنجش تغییرشکل سه بعدی میکرومقیاس در ترکیب با میکروسکوپ نوری پیشنهاد می‌شود. این روش مبتنی بر گریتینگ (توری) و الگوریتم تغییر فاز است. میدان تغییرشکل سه بعدی نمونه را می‌توان از فازهای الگوهای گریتینگ با ثبت تصاویر گریتینگِ قبل و بعد از تغییرشکل از دو زاویه متقارن و محاسبه فازهای الگوهای گریتینگ، استخراج کرد. روش پیشنهادی در آزمون بالج با مقیاس میکرو به کار رفت. دستگاه آزمون بالج با اتصال حرارتی/مکانیکی میکرومقیاس همراه با میکروسکوپ با عمق زیاد استفاده شد. با استفاده از گریتینگ های ساخته شده در فیلم، مورفولوژی تغییرشکل یافته فیلم بالج شده با اطمینان اندازه-گیری شد. نتایج آزمایشی نشان می‌دهند که روش پیشنهادی و دستگاه آزمون بالج به کار رفته را می‌توان با موفقیت برای مشخص کردن ویژگی های حرارتی/مکانیکی فیلم ها میکرومقیاس استفاده کرد. 

1- مقدمه 

با افزایش کاربرد فیلم های نازک در بیشتر بخشها، مشخص کردن ویژگی مکانیکی فیلم های نازک ضروری است. روش های کاربردی عادی، مانند روش انحنای ویفر مبتنی بر فرمول استونی و روش نانو فروروی، برای مشخص کردن ویژگی های مکانیکی فیلم های نازک به کار رفته اند. اگرچه اجرای روش انحنای ویفر ساده است و برای سنجش تنش باقیمانده فیلم ها به کار می‌رود، ولی استخراج سایر ویژگی های فیلم سخت است. آزمون نانو فروروی را می‌توان برای مشخص کردن ویژگی های الاستیک-پلاستیک فیلم به کار برد، ولی اثرات زیرلایه ها را نمی‌توان حذف کرد. بنابراین این روشها، محدودیت هایی برای مشخص کردن ویژگی های مکانیکی فیلم های نازک دارند. 

برای مشخص کردن ویژگی های مکانیکی فیلم های خودایستا، آزمون کشش میکروسکوپی و آزمون بالج ایجاد شدند. آزمون کشش میکروسکوپی می‌تواند ویژگی های درونی فیلم ها را به صورت مستقیم و رفتارهای ساختاری را با افزایش بار کاربردی، اندازه گیری کند. 

5- نتیجه گیری 

روش سنجش تغییرشکل سه بعدی میکرومقیاس مبتنی بر گریتینگ ها و میکروسکوپ نوری پیشنهاد شد و در آزمون بالج به کار رفت تا ویژگی های مکانیکی فیلم های نازک مشخص شود. دستگاه آزمون بالج میکرومقیاس به کار رفت. محیط اتصال حرارتی/مکانیکی در این دستگاه آزمون بالج استفاده شد. 

منبع خطا و دقت سنجش روش پیشنهادی، آنالیز و برآورد می‌شود. دقت جابه جایی خارج از صفحه برای آزمایش انجام شده در این مقاله با روش پیشنهادی، μm0.18 است. نتیجه گیری شد که دقت این روش وابسته به فرکانس گریتینگ است. این یعنی دقت سنجش با افزایش فرکانس گریتینگ در میدان تغییرشکل یکسان، افزایش می‌یابد. 

با روش سنجش تغییرشکل سه بعدی پیشنهادی، انحراف بالج غشا به دست آمد. در ترکیب با نظریه آزمون بالج، ویژگی مکانیکی فیلم ارزیابی شد. فیلم های پلی ایمید در دمای اتاق (25 درجه سانتیگراد) و 150 درجه سانتیگراد آزمایش شد. نتایج آزمایشی نشان داد که ضرایب الاستیک فیلم های پلی ایمید در 150 درجه سانتیگراد در مقایسه با دمای اتاق، 27 درصد کاهش یافت. 

نتایج آزمایشی نشان داد که روش پیشنهادی برای سنجش انحراف بالج میکرومقیاس مناسب است. توصیه می‌شود که این روش در سنجش تغییرشکل سه بعدی میکرومقیاس در سایر زمینه ها نیز امیدوارکننده باشد. 

Abstract

A micro-scale 3D deformation measurement method combined with optical microscope is proposed in this paper. The method is based on gratings and phase shifting algorithm. By recording the grating images before and after deformation from two symmetrical angles and calculating the phases of the grating patterns, the 3D deformation field of the specimen can be extracted from the phases of the grating patterns. The proposed method was applied to the micro-scale bulge test. A micro-scale thermal/mechanical coupling bulge-test apparatus matched with the super-depth microscope was exploited. With the gratings fabricated onto the film, the deformed morphology of the bulged film was measured reliably. The experimental results show that the proposed method and the exploited bulge-test apparatus can be used to characterize the thermal/mechanical properties of the films at micro-scale successfully.

1- Introduction

With increasing applications of thin films in many areas [1–4], the mechanical property characterization of thin films is crucial. Conventional applied methods, such as the wafer curvature method based on the Stoney’s formula and the nano-indentation method [5,6], have been applied to characterize the mechanical properties of the thin films. Although the wafer curvature method is easy to implement and applied to measure the residual stress of the films, it’s hard to extract other properties of the films. The nano-indentation test can be used to characterize the elastic-plastic properties of the film, but influences of substrates can’t be eliminated. So the above mentioned methods have limitations for the mechanical properties characterization of thin films.

To characterize the mechanical properties of free-standing films, micro-tensile test and bulge-test were developed. The micro-tensile test can measure the intrinsic properties of the films directly and constitutive behaviors with the increasing load applied [7].

5-Conclusions

A micro-scale 3D deformation measurement method based on gratings and the optical microscope is proposed and applied to the bulge-test to characterize the mechanical properties of the thin films. A microscale bulge-test apparatus was exploited. Thermal/mechanical coupling circumstance was incorporated in this bulge-test apparatus.

The error source and measurement accuracy of the proposed method is analyzed and estimated. The out-of-plane displacement accuracy is about 0.18 μm for the experiment conducted in this paper by the proposed method. It has been concluded that the accuracy of this method primarily depends on the grating frequency. It means the measurement accuracy increases with the increase of the grating frequency at the same deformation field.

With the proposed 3D deformation measurement method, the membrane bulge deflection was obtained. Combined with the bulge-test theory, the mechanical property of the film was evaluated. The polyimide films were tested at room temperature (25 °C) and 150 °C respectively.

The experimental results indicate that the elastic modulus of the polyimide films was reduced 27% at 150 °C compared with that at room temperature. The experimental results indicate that the proposed method is feasible for the bulge deflection measurement at micro-scale. It is also suggested that the method is promising in micro-scale 3D deformation measurement in other fields.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک روش اندازه گیری تغییر شکل سه بعدی جدید در میکروسکوپ نوری برای آزمایش بالج میکرومقیاس

A novel 3D deformation measurement method under optical microscope for micro-scale bulge-test

تخریب فسفر سیاه: نقش اکسیژن و آب

Degradation of Black Phosphorus: The Role of Oxygen and Water

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تخریب فسفر سیاه: نقش اکسیژن و آب

Degradation of Black Phosphorus: The Role of Oxygen and Water

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

روش مخلوط سیگنال میکروویو فوتونیک با استفاده از حامل متعامد فاز همدوس برای کاربرد رایو روی فیبر

Photonic microwave-signal-mixing technique using phase-coherent orthogonal optical carriers for radio-over-fiber application

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

روش مخلوط سیگنال میکروویو فوتونیک با استفاده از حامل متعامد فاز همدوس برای کاربرد رایو روی فیبر

Photonic microwave-signal-mixing technique using phase-coherent orthogonal optical carriers for radio-over-fiber application

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

اثر انرژی پالس لیزر و طول موج بر ساختار، مورفولوژی و خواص نوری نانوذرات ZnO

Effect of laser pulse energy and wavelength on the structure, morphology and optical properties of ZnO nanoparticles

چکیده

مقدمه

جزییات آزمایشی

نتایج و مباحث

نرخ فرسایش

مطالعه های XRD بر روی نانوذرات ZnO

سایز های نانوذرات

شکل شناسی نانوذرات

طیف جذب UV از ZnO

جمع بندی

چکیده

در این کار، تاثیرات انرژی پالس لیزر و طول موج لیزر بر روی تولید نانوذرات ZnO که با استفاده از لیزر پالسی فرسایشی از صفحه های فلزی Zn ، در آب غیر یونیزه شده ایجاد شده است، مورد بررسی قرار گرفته است. اشعه ی این لیزر از نوع سوییچ Q Nd:YAG با طول موج 1064 و 532 nm با عرض پالس و تاثیرات مختلف، برای ایجاد تشعشع بر روی بافت های موجود در آب مورد استفاده قرار گرفته است. نانوذرات ZnO شکل شش وجهی دارد. سایز توزیع این ذرات ZnO ، با افزایش انرژی پالس، کاهش پیدا میکند. نرخ تولید این ذرات ، با افزایش انرژی پالس لیزری بیشتر شده و با افزایش انرژی فوتون لیزر، کاهش پیدا میکند. نانوذرات ZnO با شکل های مختلف شکل میگیرند که این شکل ها مبتنی بر انرژی پالس آن ها و طول موج لیزر آن ها میباشد. انرژی باند خالی برای ZnO تولید شده با استفاده از طول موج لیزر پالس 1064 nm ، به مقدار 3.59-3.89 eV محاسبه شده است.

4- جمع بندی

نانوذرات ZnO با استفاده از فرسایش لیزر پالس در آب دیونیزه شده بدون استفاده از هر لایه ی سطحی، ایجاد شده است. در این کار، تاثیرات انرژی پالس لیزر و طول موج لیزر بر روی ساختار این ذرات نانو، ریخت شناسی، ویژگی های نوری از نانوذرات ZnO مورد بررسی قرار گرفته است. داده های XRD نشان داده است که این نانوذرات شکل شش وجهی ورتزیت دارند. توزیع سایز نانوذرات ZnO با افزایش انرژی پالس لیزر کاهش پیدا میکند که این موضوع میتواند به دلیل کاهش تجمع ذرات باشد. دو فرم از این شکل های شبیه صفحه و ساختار های کروی نیز به دلیل تنوع و تغییر در انرژی پالس لیزر و طول موج، مشاهده شد. تغییر آبی در لبه ی جذب نشان دهنده ی ویژگی های محدودیت کوانتوم در نانوذرات میباشد.

Abstract

In this work, the effects of the laser pulse energy and laser wavelength on the production of ZnO nanoparticles prepared by pulsed laser ablation of Zn metal plate in deionized water are investigated. The beam of a Q-switched Nd:YAG laser of 1064 and 532 nm wavelengths at 6 ns pulse width and different fluences is employed to irradiate the solid target in water. The ZnO nanoparticles were found to be hexagonal. The size distribution of generated ZnO nanoparticles is decreased by increasing the laser pulse energy. The rate of ZnO nanoparticles production is increased with increasing the laser pulse energy and is decreased with increasing the laser photon energy. ZnO nanoparticles were formed with different shapes depending on the laser pulse energy and laser wavelength. The bandgap energy for ZnO nanoparticles generated with 1064 nm laser pulse wavelength is calculated to be 3.59–3.89 eV.

4- Conclusion

ZnO nanoparticles were synthesized by pulse laser ablation in deionized water without using any surfactant. In this work, the effects of laser pulse energy and laser wavelength on the nanostructure, morphology, optical properties of ZnO nanoparticles have been investigated. XRD data reveal that these nanoparticles possessed the hexagonal wurtzite structure. The size distribution of ZnO nanoparticles decreased with increasing the laser pulse energy that can be attributed to decreasing the aggregation of particles. Two forms of sheet-like and spherical nanostructures were observed due to variation of laser pulse energy and wavelength. The blue shift in the absorption edge indicates the quantum confinement property of nanoparticles.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

اثر انرژی پالس لیزر و طول موج بر ساختار، مورفولوژی و خواص نوری نانوذرات ZnO

Effect of laser pulse energy and wavelength on the structure, morphology and optical properties of ZnO nanoparticles

سیستم های فوتونیکی یکپارچه مبتنی بر ابزارهای اندیس گرادیانی فعال شده با اپتیک تبدیلی

Integrated photonic systems based on transformation optics enabled gradient index devices

مقدمه

مواد و روش‌ها

نتایج و بحث

نتیجه‌گیری

انتظار می‌رود که ابزارهای مجتمع فوتونیکی بتوانند نقش روزافزونی در ارتباطات نوری، تصویربرداری، رایانش و شناسایی با هدف کاهش هزینه و وزن این سیستم‌ها ایفا نمایند. پیشرفت‌های بیشتر این فناوری به شدت به توانایی توسعه اجزای نوری پکیده و قابل اطمینان و تسهیل ادغام آنها در یک بستر معمول وابسته است. در اینجا با استفاده از روش نوظهور اپتیک تبدیلی نشان می‌دهیم که اجزای عملکرد متشکل از مواد اندیس گرادیانی صفحه‌ای را می‌توان طراحی و به اسانی در مدارهای فوتونیکی گنجاند. انعطاف‌پذیری بی‌نظیر فرایند طراحی ابزارهای اپتیکی تبدیلی امکان ایجاد تعدادی از ابزارهای جدید مانند کولیماتورهای (موازی‌سازهای) نوری، آداپتورهای موج‌بر و گذرگاه موج‌بر را میسر می‌سازد که کاربردهای گسترده‌ای در تراشه‌های مجتمع نوری داشته و با فناوری ساخت کنونی سازگاری دارند. برای نمایش عملکرد بی‌نظیر نوری و مجتمع‌سازی موثر این ابزارها با سایر اجزای موردنظر در یک سیستم فوتونیکی روی تراشه‌ای، شبیه‌سازی عددی موج کامل را با استفاده از روش تفاضل محدود دامنه زمان به اجرا درخواهیم آورد. این قطعات تنها به مواد دی‌الکتریک متغیر مکانی فاقد ویژگی‌های مغناطیسی نیاز دارند که اتلاف اندک و عملیات پهن‌باند در یک محیط فوتونیک مجتمع را تسهیل می‌سازند.

مقدمه

اپتیک تبدیلی (TO)، روشی سیستماتیک برای دستکاری انتشار نور از طریق استفاده از نگاشت‌ها و توزیع‌های فضایی مواد ساختاری است.1، 2 TO براساس ویژگی عدم تغییر معادلات ماکسول تحت تبدیلات مختصات، ابزار طراحی جدید قدرتمندی در کنترل مسیر نور و ساخت ابزارهای جدیدی همچون پوشش‌های نامرئی3، متمرکزکننده‌های میدان4 و جذب‌کننده‌های ”حفره سیاه“ کامل5 را نشان می‌دهد. دسته مهمی از مختصات تبدیل تعبیه شده با ایجاد ناپیوستگی در امتداد مرزهای محیط تبدیلی ایجاد می‌شود. این ویژگی منحصر به فرد، توسعه برخی از ابزارهای TO عملی‌تر، اما جالب توجه شامل چنبره‌ها و شکافنده‌های باریکه بدون بازتاب7، چرخنده‌های قطبشی8 و لنزهای تخت مختلف9- 11 را تسهیل نموده است. 

نتیجه‌گیری

به طور خلاصه، چندین مولفه GRIN الهام گرفته از TO را با استفاده از شبیه‌سازی‌های FDTD تمام‌موج برای سیستم‌های فوتونیک مجتمع طراحی و ارائه نموده‌ایم. با استفاده از روش تبدیل QC الحاقی، ابزارهایی متشکل از مواد همسانگرد صرفاً دی‌الکتریک را ارائه نموده‌ایم. ثابت شده است که این اجزای TO در عین ارائه انعطاف‌پذیری عمده در فرایند طراحی، توانایی جفت‌سازی موثر نور بین اجزای فوتونیکی همچون منابع نوری و موج‌برها را میسر می‌سازد. این ابزارهای GRIN مبتنی بر TO با اتلاف اندک و محدوده عمل در گستره پهن‌باند دارای کاربردهای متعددی همچون ارتباطات نوری، رایانش و شناسایی است. روش طراحی ما و مثال‌های ارائه شده، توان روش TO برای بهره‌گیری از پتانسیل کامل اپتیک GRIN به منظور پیشبرد ابزارهای نوری عملی و سیستم‌های فوتونیک مجتمع را نشان می‌دهد.

Integrated photonics is expected to play an increasingly important role in optical communications, imaging, computing and sensing with the promise for significant reduction in the cost and weight of these systems. Future advancement of this technology is critically dependent on an ability to develop compact and reliable optical components and facilitate their integration on a common substrate. Here we reveal, with the utility of the emerging transformation optics technique, that functional components composed of planar gradient index materials can be designed and readily integrated into photonic circuits. The unprecedented design flexibility of transformation optics allows for the creation of a number of novel devices, such as a light source collimator, waveguide adapters and a waveguide crossing, which have broad applications in integrated photonic chips and are compatible with current fabrication technology. Using the finite-difference time-domain method, we perform full-wave numerical simulations to demonstrate their superior optical performance and efficient integration with other components in an on-chip photonic system. These components only require spatially-varying dielectric materials with no magnetic properties, facilitating low-loss, broadband operation in an integrated photonic environment.

INTRODUCTION

Transformation optics (TO) provides a systematic method to manipulate light propagation by exploiting spatial mappings and distributions of constituent materials.1,2 Based on the property that Maxwell’s equations are invariant under coordinate transformations, TO represents a powerful new design tool in controlling the trajectory of light and creating novel devices, such as invisibility cloaks,3 field concentrators4 and perfect ‘black hole’ absorbers.5 The important class of embedded coordinate transformations6 stands out by allowing discontinuities along transformation media boundaries. This unique property has facilitated the development of some of the more practical, but nonetheless remarkable TO devices, including reflectionless beam bends and splitters,7 polarization rotators8 and various flat lenses.9–11

CONCLUSIONS

In summary, we have designed and demonstrated several TO-inspired GRIN components for integrated photonic systems using full-wave FDTD simulations. An embedded QC transformation approach is employed, yielding devices comprised of isotropic, dielectric-only materials. These TO components were shown to be able to achieve efficient light coupling between photonic elements, such as optical sources and waveguides, while exhibiting great design flexibility. Such TO-based GRIN devices, with low losses and broadband operation, have a wide range of applications including optical communications, computing and sensing. Our design approach and examples illustrate the power of the TO methodology to bring GRIN optics into their full potential for advancing practical optical devices and integrated photonic systems.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سیستم های فوتونیکی یکپارچه مبتنی بر ابزارهای اندیس گرادیانی فعال شده با اپتیک تبدیلی

Integrated photonic systems based on transformation optics enabled gradient index devices