|
|
Semianalytical approach to simulations in nanophotonics
Hrtoň, Martin ; Hohenester, Ulrich (oponent) ; Aizpurua, Javier (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Numerical simulations have become an indispensable part of the design process in nanophotonics, which inevitably led to the development of specialized software dedicated to this task. Although there is a number of capable and commercially available options that can serve that purpose, many applications require data analysis that goes beyond the standardly offered analysis tools. The data post-processing lies at the focus of this thesis, with emphasis on the development of semianalytical models that are tailored specifically to each type of experiment, providing better insight into its physical background and improved agreement between theory and measurements. A major part of the thesis is dedicated to the plasmon enhanced electron paramagnetic resonance (PE EPR), a novel technique employing metallic antennas for enhancing the interaction between light and materials exhibiting magnetic spin transitions. Fundamental principles of this effect are laid down and a model facilitating rapid optimization of antenna arrays for thin film PE EPR spectroscopy is presented. Particular attention is paid to the current distribution and to advantages it offers when dealing with far-field projections and electromagnetic interaction between objects. This is further demonstrated on several applications, namely the phase imaging of metasurfaces using coherence controlled holographic microscope, the design of a metasurface-based fan-out element, and the multipolar analysis of far-fields generated by objects embedded within stratified media.
|
|
| |
|
|
Směrové plazmonické antény
Formanová, Veronika ; Hrtoň, Martin (oponent) ; Kvapil, Michal (vedoucí práce)
Práce pojednává o směrových plazmonických anténách ve tvaru písmene V. V práci je navrhnut analytický model výpočtu vyzařování těchto antén. Výsledky výpočtu pomocí navrženého modelu jsou srovnány s výsledky numerických simulací v programu Lumerical FDTD Solutions. Dále je v práci popsán proces výroby antén pomocí elektronové litografie a měření optických vlastností fourierovskou infračervenou spektroskopií; jsou zde také ukázána rezonanční spektra antén. Závěrem je navržen experiment pro ověření směrovosti vyzařování těchto V antén.
|
|
|
Modelování šíření povrchových plazmonů v grafenu
Hrtoň, Martin ; Munzar,, Dominik (oponent) ; Kalousek, Radek (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá transportními a optickými vlastnostmi grafenu, a to zejména v kontexu jejich možné ovládání pomocí elektrostatického gatování. Autor představuje návrh experimentu, který by demonstroval praktické možnosti využití grafenu v oblasti aktivní plazmoniky. Těžiště práce spočívá v počítačových simulacích rozptylu světla na hybridních strukturách na bázi grafenu a drahých kovů. Rozptylové vlastnosti těchto struktur jsou diskutovány v závislosti na hustotě volných nosičů náboje v grafenu. Autor dochází k závěru, že navrhovaný způsob řízení odezvy osamocené plazmonické antény elektrostatickým gatováním je nedostačující a k zvýšení tohoto efektu bude potřeba najít jinou vhodnější konfiguraci.
|
|
|
Aplikace dvoudimenzionálních vrstev dichalkogenidů přechodových kovů v plazmonice
Kocourková, Monika ; Hrtoň, Martin (oponent) ; Kvapil, Michal (vedoucí práce)
Dvourozměrné vrstvy dichalkogenidů přechodových kovů jsou materiály zajímavé svými vlastnostmi, jako je například výskyt excitonů ve viditelné a infračervené oblasti stabilních za pokojových teplot. V kombinaci s plazmonickými nanostrukturami dochází k zesílení jejich fotoluminiscenece, absorpce apod., což lze využít v mnohých aplikacích. V této bakalářské práci jsou nejprve shrnuty základní pojmy a principy související s dichalkogenidy přechodových kovů a s hybridními plazmon-excitonovými systémy. Dále je v teoretické části uvedeno několik příkladů využití těchto systémů. Praktická část je zaměřena na simulaci a optimalizaci dvou různých plazmon-excitonových systémů s využitím monovrstev sulfidu molybdeničitého a sulfidu wolframičitého.
|
|
|
Návrh metapovrchů pro pokročilé optické prvky
Březina, Tomáš ; Kvapil, Michal (oponent) ; Hrtoň, Martin (vedoucí práce)
Metapovrchy představují fyzikálně zajímavou třídu materiálů s velkým množstvím slibných aplikací. Jednou z nich jsou planární pokročilé optické prvky pro průmyslovou výrobu a zobrazování. Hlavním cílem této práce je návrh jednoho takového optického prvku, jmenovitě tvarovače svazku na bázi dielektrických nanostruktu v HCTA (high constrast transmit-array) uspořádání. V první části je představen zjednodušený teoretický model optické odezvy stavebních kamenů, který umožňuje pochopení základního funkčního mechanismu fázových dielektrických metapovrchů. Pro přesný popis odezvy nanoskopických elementů byly dále nasazeny numerické FDTD simulace a na jejich základě byla vytvořena databáze, jež je kompatibilní s případnou litografickou výrobou. Pro nalezení rozložení fáze zajišťujícího požadované tvarování svazku byly prozkoumány a implementovány dva přístupy: semi-analytická metoda geometrické transformace a iterativní Gerchberg-Saxtonův algoritmus. Konečným výstupem této práce je pak rozložení stavebních kamenů v rámci metapovrchu, jež dopadajícímu svazku vtiskne nalezený fázový profil.
|
|
|
Aplikace dvoudimenzionálních vrstev dichalkogenidů přechodových kovů v plazmonice
Kocourková, Monika ; Hrtoň, Martin (oponent) ; Kvapil, Michal (vedoucí práce)
Dvourozměrné vrstvy dichalkogenidů přechodových kovů jsou materiály zajímavé svými vlastnostmi, jako je například výskyt excitonů ve viditelné a infračervené oblasti stabilních za pokojových teplot. V kombinaci s plazmonickými nanostrukturami dochází k zesílení jejich fotoluminiscenece, absorpce apod., což lze využít v mnohých aplikacích. V této bakalářské práci jsou nejprve shrnuty základní pojmy a principy související s dichalkogenidy přechodových kovů a s hybridními plazmon-excitonovými systémy. Dále je v teoretické části uvedeno několik příkladů využití těchto systémů. Praktická část je zaměřena na simulaci a optimalizaci dvou různých plazmon-excitonových systémů s využitím monovrstev sulfidu molybdeničitého a sulfidu wolframičitého.
|
|
|
Semianalytical approach to simulations in nanophotonics
Hrtoň, Martin ; Hohenester, Ulrich (oponent) ; Aizpurua, Javier (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Numerical simulations have become an indispensable part of the design process in nanophotonics, which inevitably led to the development of specialized software dedicated to this task. Although there is a number of capable and commercially available options that can serve that purpose, many applications require data analysis that goes beyond the standardly offered analysis tools. The data post-processing lies at the focus of this thesis, with emphasis on the development of semianalytical models that are tailored specifically to each type of experiment, providing better insight into its physical background and improved agreement between theory and measurements. A major part of the thesis is dedicated to the plasmon enhanced electron paramagnetic resonance (PE EPR), a novel technique employing metallic antennas for enhancing the interaction between light and materials exhibiting magnetic spin transitions. Fundamental principles of this effect are laid down and a model facilitating rapid optimization of antenna arrays for thin film PE EPR spectroscopy is presented. Particular attention is paid to the current distribution and to advantages it offers when dealing with far-field projections and electromagnetic interaction between objects. This is further demonstrated on several applications, namely the phase imaging of metasurfaces using coherence controlled holographic microscope, the design of a metasurface-based fan-out element, and the multipolar analysis of far-fields generated by objects embedded within stratified media.
|
|
|
Směrové plazmonické antény
Formanová, Veronika ; Hrtoň, Martin (oponent) ; Kvapil, Michal (vedoucí práce)
Práce pojednává o směrových plazmonických anténách ve tvaru písmene V. V práci je navrhnut analytický model výpočtu vyzařování těchto antén. Výsledky výpočtu pomocí navrženého modelu jsou srovnány s výsledky numerických simulací v programu Lumerical FDTD Solutions. Dále je v práci popsán proces výroby antén pomocí elektronové litografie a měření optických vlastností fourierovskou infračervenou spektroskopií; jsou zde také ukázána rezonanční spektra antén. Závěrem je navržen experiment pro ověření směrovosti vyzařování těchto V antén.
|
|
|
Modelování šíření povrchových plazmonů v grafenu
Hrtoň, Martin ; Munzar,, Dominik (oponent) ; Kalousek, Radek (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá transportními a optickými vlastnostmi grafenu, a to zejména v kontexu jejich možné ovládání pomocí elektrostatického gatování. Autor představuje návrh experimentu, který by demonstroval praktické možnosti využití grafenu v oblasti aktivní plazmoniky. Těžiště práce spočívá v počítačových simulacích rozptylu světla na hybridních strukturách na bázi grafenu a drahých kovů. Rozptylové vlastnosti těchto struktur jsou diskutovány v závislosti na hustotě volných nosičů náboje v grafenu. Autor dochází k závěru, že navrhovaný způsob řízení odezvy osamocené plazmonické antény elektrostatickým gatováním je nedostačující a k zvýšení tohoto efektu bude potřeba najít jinou vhodnější konfiguraci.
|
host ::
RSS.