Διάδοση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε πολυστρωματικές ανισότροπες φωτονικές δομές - Πανταζή, Αικατερίνη (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών)
Η εν λόγω διπλωματική εργασία αφορά στην θεωρητική μελέτη της διάδοσης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε οπτικές συχνότητες μέσα σε ανισότροπες φωτονικές δομές. Η μέθοδος η οποία χρησιμοποιήθηκε για την μελέτη αυτή είναι του Berreman σύμφωνα με την οποία μια ανομοιογενής ανισότροπη δομή διαμερίζεται σε λεπτότερες οι οποίες θεωρούνται κατά προσέγγιση ομοιογενείς. Έτσι δίνεται η δυνατότητα μελέτης οπτικά ενεργών υλικών, αλλά και πλακιδίων που να αποτελούνται από στρώματα διαφορετικών ανομοιογενών υλικών. Για τη μελέτη τέτοιων συστημάτων αναπτύχθηκε κώδικας ο οποίος προσομοιώνει την απόκριση των υλικών κατά την διάδοση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Συγκεκριμένα, ο κώδικας που αναπτύχθηκε μας δίνει τους συντελεστές ανάκλασης και διέλευσης για επίπεδο κύμα το οποίο προσπίπτει κάθετα σε ένα εν γένει πολυστρωματικό πλακίδιο. Τα υλικά τα οποία μελετήθηκαν είναι νηματικοί και χοληστερικοί υγροί κρύσταλλοι. Τα αποτελέσματα του κώδικα συγκρίθηκαν με αναλυτικά αποτελέσματα από τη βιβλιογραφία, και βρέθηκε πολύ καλή συμφωνία. Ως εφαρμογή, προτείνουμε μια φωτονική ετεροδομή που αποτελείται από πλακίδια χοληστερικών / νηματικών / χοληστερικών υγρών κρυστάλλων και η οποία λειτουργεί ως φωτονική δίοδος, δηλαδή επιτρέπει στο φως να περάσει από τη δομή μόνο κατά τη μια φορά πρόσπτωσης, π.χ. από τα αριστερά. Μια τέτοια φωτονική δίοδος βρίσκει εφαρμογή στην παγίδευσης φωτός (light trapping) σε διατάξεις συλλογής ηλιακού φωτός. Στο πρώτο μέρος της εργασίας, περιγράφεται η μέθοδος του Berreman, καθώς και όλα τα μαθηματικά εργαλεία τα οποία χρησιμεύουν στην σωστή κατασκευή του κώδικα. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις οπτικές ιδιότητες των πλακιδίων υγρών κρυστάλλων τα οποία μελετήθηκαν. Στο τρίτο κεφάλαιο παρατίθενται αναλυτικά αποτελέσματα από τη βιβλιογραφία ενώ στο τέταρτο κεφάλαιο τα αναλυτικά αποτελέσματα συγκρίνονται με αυτά που προκύπτουν από τον υπολογιστικό κώδικα. Στο πέμπτο κεφάλαιο περιγράφεται η δίοδος, και δίνονται τα αποτελέσματα για την διέλευση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τέλος, στο παράρτημα δίνονται οι υπορουτίνες του προγράμματος.