Μοντελοποίηση νανοφωτονικών διατάξεων - Καυκιάς, Γεώργιος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, 2016)
Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την ανάλυση νανοφωτονικών διατάξεων, που κατασκευάζονται με βάση την τεχνολογία των φωτονικών κρυστάλλων. Οι φωτονικοί κρύσταλλοι είναι περιοδικές διηλεκτρικές δομές σε μία, δύο ή τρεις διαστάσεις με ιδιαίτερο χαρακτηριστικό τις ζώνες συχνοτήτων στις οποίες κάποιο ηλεκτρομαγνητικό κύμα δεν μπορεί να διαδοθεί. Η ιδιότητα αυτή χρησιμοποιείται κατά κόρον στην κατασκευή διαφόρων φωτονικών διατάξεων νανομετρικής κλίμακας. Ειδικότερα, στην εργασία εστιάζουμε σε δύο μεγάλες κατηγορίες. Αρχικά, και αφού παρουσιάσουμε τις αναλυτικές και υπολογιστικές μεθόδους που θα χρησιμοποιηθούν, αναλύουμε έναν πλήρη φωτονικό κρύσταλλο που χρησιμεύει ως φωτονικός αισθητήρας. Εξάγουμε τις βέλτιστες παραμέτρους λειτουργίας της διάταξης και προτείνουμε μια τροποποίηση για καλύτερη λειτουργία. Επιπλέον, αναλύονται διατάξεις που βασίζονται στην ηθελημένη εισαγωγή ατελειών στον κατά τα άλλα συμμετρικό φωτονικό κρύσταλλο. Πέρα από πολύ βασικές διατάξεις, όπως είναι οι κυματοδηγοί και οι κοιλότητες συντονισμού, αναλύονται και πιο σύνθετες δομές, όπως φίλτρα στενής ζώνης, που μπορούν να βρουν εφαρμογή σε μια πληθώρα σύνθετων νανοφωτονικών διατάξεων.