تاثیر کریستال مایع بر ویژگی های پلاسمون پلاریتون های سطحی

چالش‌های موجود در کوچک‌سازی مدارهای مجتمع فوتونیک به دلیل مشکلات ساخت و پدیده‌هایی که درسیستم‌های مقیاس نانو وجود دارند، سبب شده‌اند که نانوساختارهای پلاسمونیک و کاربرد امواج پلاسمونیک توجه زیادی را به خود جلب کنند. استفاده از کریستال‌های مایع در دستگاه‌های پلاسمونیک به کنترل انتقال، بازتاب، پراکندگی و جذب امواج نوری در نانوساختارهای پلاسمونیک کمک می‌کند. در این مقاله به بررسی تاثیر کریستال مایع بر ویژگی‌های پلاسمون پلاریتون‌های سطحی در دو حالت الف) وجود کریستال مایع، ب) عدم وجود کریستال مایع در مرز مشترک فلز طلا، پرداخته شده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که نانو ساختار‌های طلا در حضور کریستال مایع، در مقایسه با قطعه خالی از کریستال مایع می‌تواند به صورت فعال‌تری به نور اپتیکی پاسخ دهد. با تاباندن نور بر قطعه اپتیکی، براثر برهمکنش قوی بین پلاسمون‌های سطحی در مرز مشترک دو محیط، طیف جذبی شدیدی خواهیم داشت که در حالت سمت‌گیری هموتروپیک کریستال مایع به صورت یک قله تشدید در طول موج‌های کوتاه‌تر مشاهده می‌شود. طول موج تشدید پلاسمون‌های سطحی نسبت به تغییرات ضریب شکست حساس است. به عبارتی با افزایش ضریب شکست محیط اطراف، قله طیف جذبی به سمت طول موج‌های بلند جابه جا می‌شود.

the effect of liquid crystal on surface plasmon polariton properties

the challenges in the miniaturization of photonic integrated circuits due to manufacturing problems and the phenomena that exist in nanoscale systems have caused plasmonic nanostructures and the application of plasmonic waves to attract a lot of attention. the use of liquid crystals in plasmonic devices helps to control the transmission, reflection, scattering and absorption of light waves in plasmonic nanostructures. in this article, the effect of liquid crystal on surface plasmon polariton properties in two cases: a) presence of liquid crystal, b) absence of liquid crystal at the common border of gold metal have been investigated. the results of this study show that gold nanostructures in the presence of liquid crystal can respond to optical light in a more active way, compared to an empty piece of liquid crystal. by shining light on the optical part, due to the strong interaction between surface plasmons at the common boundary of the two environments, we will have a intense absorption spectrum, which is observed in the form of a resonance peak at shorter wavelengths in the homotropic orientation of the liquid crystal. the resonance wavelength of surface plasmons is sensitive to changes in refractive index. in other words, by increasing the refractive index of the surrounding environment, the peak of the absorption spectrum shifts to longer wavelengths.