لنز فراسطح پلاسمونی مسطح آرایش پذیر با استفاده از ماده ناهمسانگرد TiO2: طراحی و شبیه سازی

در این مقاله، طراحی و شبیه سازی لنزی تنظیم پذیر با فراسطح پلاسمونی ارایه می شود که روی زیرلایه ناهمسانگرد تک محور چاپ شده است. سلول واحد این ساختار، نانوآنتنی Vشکل از جنس طلاست که بر روی لایه نازک دی اکسید تیتانیوم (TiO2) قرار می گیرد. نانوآنتن مذکور دارای دو درجه آزادی در استخراج دیاگرام فازی است که یکی از آن ها، پارامتر طول بازوی عنصر نانوآنتن و دیگری زاویه بین دو بازوی Vشکل است. استفاده از زیرلایه TiO2 هم انعطاف بیشتری به سلول واحد اضافه می کند که به تغییر میزان ناهمسانگردی زیرلایه در طول موج های نوری برمی گردد. به کمک روش ممان، دیاگرام های دامنه و فاز میدان پراکنده شده با قطبش متعامد از سلول واحد برای حالتی که محور نوری زیرلایه ناهمسانگرد در جهت محور x قرار دارد، محاسبه می شود و در طراحی لنز مسطح استفاده می شوند. با استفاده از دیاگرام فازی حاصل و اصل طول نوری یکسان، نانوآنتن های خاصی در سطح لنز چیده می شوند تا جابجایی فاز لازم را برای ایجاد نقاط متمرکز کننده نور در کانون های لنز تامین کنند. در مرحله پایانی، لنز طراحی شده، شبیه سازی می شود و نشان داده می شود که در اثر تابش موج صفحه ای به سطح لنز، دو نقطه کانونی برای تمرکز نور در قسمتهای جلویی و پشتی آن حاصل می شود که با تغییر زاویه بین محور نوری زیرلایه ناهمسانگرد و جهت میدان الکتریکی موج تابشی، شدت نور در کانون ها تنظیم می شود. چنین رفتاری با چرخش محور نوری زیرلایه ناهمسانگرد یا تغییر قطبش موج تابشی حاصل می شود.