Studio di strutture guidanti periodiche Tesi di laurea di: Marco FIORENTINI Relatore Paolo Bassi

Scopo della tesi Studio dei mezzi periodici monodimensionali Schema della presentazione Strutture periodiche Introduzione Metodo della Matrice di trasmissione Spazio periodico infinitamente esteso Guida con nucleo periodico Conclusioni

Strutture periodiche stratificate Struttura periodica infinitamente estesa Guida con nucleo periodico

Matrice di trasmissione Lega ampiezze delle onde in due celle adiacenti Elevandola alla potenza n-esima lega le ampiezze delle onde di due celle distanziate di n celle tra loro z

Relazione di dispersione Relazione che lega le costanti di propagazione la frequenza Si ottiene a partire dalla Matrice di trasmissione costante di fase che regola la propagazione attraverso un periodo L Lo eguaglio agli autovalori di M Ottengo relazione di dispersione

Diagramma di Brillouin Fisso il valore di Ky e trovo Kz in funzione di w Il diagramma mostra una struttura a bande caratteristica dei mezzi periodici Le bande sono centrate per valori di w che soddisfano alla condizione di Bragg

Diagramma dei vettori d’onda Luogo dei vettori d’onda che possono esistere in mezzo periodico Tracciato fissando frequenza in relazione dispersione con teorema FB per espansione vettori d’onda: Ogni onda di Floquet-Bloch è rappresentata dal proprio vettore d’onda Per mezzo stratificato è serie di cerchi distanziati di lungo la direzione della variazione dell’indice Per mezzo omogeneo è cerchio

Diagrammi vettori d’onda al variare frequenza Caso TE Caso TM

Campo Elettrico Onda F-B periodica Campo in propagazione

Campo Elettrico 3D Caso di incidenza normale (Ky=0) 1 Caso di incidenza normale (Ky=0) Caso di incidenza generica (Ky≠0) Caso con Kz Complesso (attenuazione) y z 2 3

Guida con nucleo periodico Due onde accoppiate Onda Slow Onda Fast Campo  somma delle due onde Impongo continuità del campo lungo y Matrice di Trasmissione che mi permette di studiare la struttura h/2 -- 0 -- -h/2 --

Conclusioni Futuri Sviluppi Studio dello stack come base per strutture più complesse Metodo Matrice di Trasmissione Cenni all’utilizzo della Matrice di Trasmissione per Guida periodica Futuri Sviluppi Completamento dello studio della Guda Disegno del campo Utilizzo dello stesso metodo per strutture utilizzate nei laser.