p22. بررسي دوپايايي نوري در نانوكامپوزيت هاي غيرخطي در تقريب براگ‌من

Investigation of Optical Bistability in the Nonlinear Nanocomposites in the Bruggman approximation

در اين مقاله اثر دو پايي نوري در نانوكامپوزيت‌هاي شامل نانوذرات بيضوي فلزي و نانوذرات بيضوي دي الكتريك در ناحيه نور مرئي به طور نظري مطالعه شده است. براي اين منظور، نظريه نمايش طيفي براي به دست آوردن ميدان محلي در مجاورت نانو ذرات فلزي در تقريب شبه‌استاتيك استفاده شده است. محاسبات و شبيه سازي هاي عددي ما نشان مي دهند كه دوپايايي نوري به كسر حجمي و شكل نانو ذرات بيضوي فلزات وابسته است و در يك كسر حجمي معين، دو مقدار بحراني براي مقدار فاكتور واقطبيدگي وجود دارد(L1 و L2) كه رفتار دوپايايي اپتيكي به ازاي مقادير كوچكتر از L1 و مقادير بزرگتر از L2 رخ مي‌دهد. با بهينه‌سازي مشخصه ‌هاي فيزيكي نانوساختار نظير كسر حجمي و فاكتور واقطبيدگي مي‌توان از پاسخ دوپايايي در طراحي دستگاههاي كليدزني اپتيكي استفاده كرد.

In this work, the optical bistability (OB) of the metal-dielectric nanocomposites consist of the ellipsoidal metal nanoparticles and the ellipsoidal dielectric nanoparticles are investigated. The effective dielectric function is calculated in the quasi-static regime. Spectral representation theory has been used to obtain the local electric field in the nonlinear metal nanoparticles. Our numerical analysis revealed that the OB will be affected by the volume fraction and the shape of metal nanoparticles. It is found that for a given volume fraction, there are two critical depolarization factors (L1 and L2), and the OB appears in the range of L L1 and L L2. By optimizing the physical characteristics such as the volume fraction and the depolarization factor, the bistability behavior may be practically utilized in the designing of optical switching devices.