Διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε ανισοτροπικά μέσα - ανάκλαση/διάθλαση από στοίβα ανισοτροπικών διηλεκτρικών στρωμάτων

Κατσαράκης, Εμμανουήλ; Katsarakis, Emmanouil

dc.contributor.author	Κατσαράκης, Εμμανουήλ	el
dc.contributor.author	Katsarakis, Emmanouil	en
dc.date.accessioned	2016-06-14T07:12:51Z
dc.date.available	2016-06-14T07:12:51Z
dc.date.issued	2016-06-14
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42678
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.10086
dc.rights	Default License
dc.subject	Κρύσταλλοι	el
dc.subject	Διπλοθλαστικότητα	el
dc.subject	Ανισοτροπικά μέσα	el
dc.subject	Ηεκτρομαγνητικά κύματα	el
dc.subject	Στρωματοποιημένα διηλεκτρικά	el
dc.subject	Ελλειψοειδές του δείκτη διάθλασης	el
dc.subject	Anisotropic media	en
dc.subject	Birefringence	en
dc.subject	Double refraction	en
dc.subject	Thin films	en
dc.subject	Electromagnetic waves	en
dc.subject	Graphical user interface	en
dc.subject	Index ellipsoid	en
dc.subject	Normal surface	en
dc.subject	Crystals	en
dc.subject	Multilayered dielectric structures	en
dc.title	Διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε ανισοτροπικά μέσα - ανάκλαση/διάθλαση από στοίβα ανισοτροπικών διηλεκτρικών στρωμάτων	el
dc.title	Propagation of electromagnetic waves in anisotropic media - reflection/refraction at multiple anisotropic dielectric layers	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Οπτική	el
heal.classification	Ηλεκτρομαγνητικά πεδία	el
heal.classification	Επιστήμη υλικών	el
heal.classification	Ανάκλαση/διάθλαση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων	el
heal.classification	Electromagnetic fields	en
heal.classification	Refraction, double	en
heal.classification	Optics	en
heal.classification	Crystals	en
heal.classification	Κρύσταλλοι	el
heal.classification	Διπλή διάθλαση	el
heal.classification	Electromagnetic waves	en
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85042168
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85112259
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85095181
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85034503
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85042179
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-11-21
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική έχει ως αντικείμενο τη διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων μέσα σε ηλεκτρικώς ανισοτροπικά μέσα, δηλαδή μέσα τα οποία στερούνται κάποιας σφαιρικής συμμετρίας σε μικροσκοπικό επίπεδο με αποτέλεσμα να εμφανίζουν ιδιότητες οι οποίες εξαρτώνται από τον προσανατολισμό τους (ως προς την όποια διέγερση τους επιβληθεί). Πιο συγκεκριμένα, αφού έγινε μια πρώτη μελέτη της ηλεκτρομαγνητικής συμπεριφοράς των ανισοτροπικών μέσων, μελετήθηκε η ανάκλαση και διάθλαση επιπέδων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων κατά την πρόσπτωση σε στοίβα πολλαπλών ανισοτροπικών στρωμάτων, με έμφαση στις οπτικές συχνότητες (διπλοθλαστικά στρώματα). Εξετάστηκαν διάφορες υπάρχουσες μεθοδολογίες που αφορούν στον όσο το δυνατόν πιο ευσταθή και πιο αποδοτικό τρόπο ηλεκτρομαγνητικού υπολογισμού του συγκεκριμένου προβλήματος και βάσει αυτών αναπτύχθηκε σχετικός κώδικας σε περιβάλλον MATLAB. Η μεθοδολογία που εφαρμόστηκε εμπεριέχει έντονα τη χρήση πινάκων και μετατρέπει ουσιαστικά το ηλεκτρομαγνητικό πρόβλημα σε πρόβλημα ιδιοτιμών και ιδιοδιανυσμάτων. Το πρόγραμμα που υλοποιήθηκε παίρνει σαν είσοδο στοιχεία σχετικά με τη διάταξη των στρωμάτων (τανυστές ηλεκτρικής επιτρεπτότητας, πάχη στρωμάτων κλπ) και στοιχεία που αφορούν την προσπίπτουσα ακτινοβολία (μήκος κύματος, γωνία πρόσπτωσης) και δημιουργεί γραφήματα που απεικονίζουν διάφορα μεγέθη όπως τους συντελεστές ανάκλασης και διάθλασης για τις διάφορες περιπτώσεις πόλωσης (ΤΕ και ΤΜ) σε σχέση με τη γωνία πρόσπτωσης και το μήκος κύματος, την ένταση του ηλεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου, καθώς και τη ροή ενέργειας (λόγω της κάθε συνιστώσας πόλωσης) κατά μήκος της διάταξης. Η ορθότητα του προγράμματος επαληθεύθηκε εφαρμόζοντάς το σε διάφορες χαρακτηριστικές διατάξεις. Επιπλέον, αναπτύχθηκε εφαρμογή γραφικής διεπαφής με το χρήστη, πάλι σε περιβάλλον MATLAB, η οποία υπολογίζει και απεικονίζει την κυματοεπιφάνεια (normal surface) ενός ανισοτροπικού κρυστάλλου (γεωμετρικός τόπος όλων των δυνατών πραγματικών κυματανυσμάτων (wave vectors) που μπορούν να υπάρξουν (να διαδοθούν) μέσα σε ένα ηλεκτρικώς ανισοτροπικό υλικό) με δεδομένο το διηλεκτρικό τανυστή του.	el
heal.abstract	This Diploma Thesis focuses on the propagation of electromagnetic waves in electrically anisotropic media, i.e. media that lack of any spherical symmetry, and, consequently, their response to external excitations depends on their orientation. More specifically, after studying the electromagnetic behaviour of anisotropic materials, the case of reflection/transmission of plane electromagnetic waves incident on a stack of anisotropic layers was investigated, with emphasis on optical frequencies (birefringent layered structures). Various existing algorithms were reviewed, concerning the stability and efficiency of the computational process of the problem, on the basis of which certain MATLAB code was developed. The implemented algorithm involves mainly the use of matrices and actually transforms the electromagnetic problem into an eigenvalue problem. The program that was created, takes, as input, data regarding the configuration of the layered structure (dielectric tensors, layer thicknesses e.t.c) and data defining the incident radiation (wavelength, angle of incidence) and creates specific plots concerning a variety of quantities, such as the reflection and transmission coefficients for each case of polarization (TE and TM) versus the angle of incidence and the wavelength, the electric and magnetic field intensities, and the power flow across the configuration. The correctness of the programme was verified by applying it on certain typical cases. Moreover, a Graphical User Interface was developed (also in MATLAB) that computes and plots the normal surface (or wave-vector surface) of an anisotropic crystal (locus of all possible real wavevectors that can exist (propagate) within an electrically anisotropic medium) given its electric permittivity tensor.	en
heal.advisorName	Γλύτσης, Ηλίας	el
heal.committeeMemberName	Ρουμελιώτης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Χιτζανίδης, Κυριάκος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρομαγνητικών Εφαρμογών Ηλεκτροοπτικής και Ηλεκτρονικών Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	293 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true