Hybridní plazmonické vlnovody

Abstract

Optické vlnovody se pro přenos informací využívají mnoho desítek let, avšak pro využití v moderních aplikacích jsou značně omezené difrakčním limitem. Plazmonické vlnovody naopak umožňují výraznou miniaturizaci, ale mají silný útlum. Hybridní plazmonické vlnovody nabízí řešení benefitující z obou metod přenosu signálu, tedy možnost miniaturizace těchto struktur při dosažení větších propagačních délek. Pro jejich rozsáhlé využití v praxi však zatím nebyly výrazně zkoumány. Tato práce se zaměřuje na rešerši současných aplikací hybridních vlnovodů a na přehled analytických a numerických metod jejich studia. Praktická část se zabývá simulací a optimalizací vybraných geometrií hybridních vlnovodů v kontextu maximalizace propagační délky a miniaturizace vlnovodných módů. Je zkoumán vliv základních rozměrů a volby různých materiálů. Detailní optimalizace těchto struktur umožňuje jejich rozsáhlé využití v nejrůznějších vědeckých a technologických aplikacích.Optical waveguides have been used for information transfer for many years. Their use in modern applications is however severely limited by the diffraction limit. Plasmonic waveguides, on the other hand, offer significant miniaturisation at the cost of large attentuation. Hybrid plasmonic waveguides offer a solution benefitting from both of these approaches, i.e. significant miniaturisation with fairly large propagation lengths. These structures have not been studied enough for their widespread use yet. This thesis focuses on current applications of hybrid waveguides and outlines the analytical a numerical methods of their study. The second part of this thesis is aimed at simulation and optimization of selected geometries with regards to propagation length and mode area. The influence of basic dimensions and material selection is studied. Detailed optimization of these structure allows their widespread use in modern scientific and technological applications.