Ηλεκτρομαγνητική Ανάλυση του Φαινομένου Σύζευξης Διηλεκτρικής Πλάκας και Σφαιρικού Διηλεκτρικού Συντονιστή

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής σύζευξης που αναπτύσσεται μεταξύ ενός επίπεδου διηλεκτρικού κυματοδηγού και μιας διηλεκτρικής σφαίρας η οποία βρίσκεται στο εξωτερικό του περιβάλλον. Η συγκεκριμένη διάταξη παρουσιάζει τόσο θεωρητικό όσο και πρακτικό ενδιαφέρον καθώς, λόγω του έντονου ηλεκτρομαγνητικού συντονισμού που αναπτύσσεται σε αυτή, μπορεί να προσαρμοστεί σε μια πληθώρα τεχνολογικών εφαρμογών και κυρίως τα οπτικά ολοκληρωμένα κυκλώματα. Η επίλυση του προβλήματος στηρίζεται στην εφαρμογή της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας, των ολοκληρωτικών εξισώσεων και των συναρτήσεων Green. Η μέθοδος αυτή οδηγεί σε πλήρως αναλυτικά αποτελέσματα για τη μορφή των ηλεκτρομαγνητικών μεγεθών του προβλήματος, γεγονός που εξ αρχής αποτελεί ένα σημαντικό στόχο της εργασίας. Από τα αποτελέσματα της ανάλυσης καταδεικνύεται ποιοτικά η συμπεριφορά της διάταξης και σχολιάζονται οι δυνατές προεκτάσεις της εργασίας.

The present diploma thesis examines the electromagnetic coupling effect developed between a planar dielectric waveguide and a dielectric sphere which is located in its external environment. This specific structure is of both theoretical and practical interest since, due to the intense electromagnetic resonance which is developed in it, it can be adapted to numerous technological applications and mostly to optical integrated circuits. The solution of the problem is based on the electromagnetic theory, the theory of integral equations and the Green’s functions. This method leads to fully analytical results describing the electromagnetic quantities of the problem, something which has been an important aim of the thesis, in the first place. The results of analysis are presented altogether at the end of the project, where the system’s qualitative functional behaviour and the possible extents of this project are outlined.