ترجمه مقاله نقش ضروری ارتباطات 6G با چشم انداز صنعت 4.0
- مبلغ: ۸۶,۰۰۰ تومان
ترجمه مقاله پایداری توسعه شهری، تعدیل ساختار صنعتی و کارایی کاربری زمین
- مبلغ: ۹۱,۰۰۰ تومان
مواد و روشها
نتایج و بحث
نتیجهگیری
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.
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.