Towards Efficient Three-Dimensional Wide-Angle Beam Propagation Methods and Theoretical Study of Nanostructures for Enhanced Performance of Photonic Devices

Doctoraatsverdediging toevoegen | Geplande doctoraatsverdedigingen

Promovendus/a Khai Quang Le
Faculteit Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur
Vakgroep Vakgroep Informatietechnologie
Curriculum Bachelor in Physics, National University Ho Chi Minh, Vietnam, 2006
Academische graad Doctor in de Ingenieurswetenschappen: Fotonica
Taal Engels
Promotor(en) prof. Peter Bienstman, vakgroep Informatietechnologie (EA05)
Examencommissie prof. dr. ir. Ronny Verhoeven (voorzitter); prof. Jeroen Beeckman (EA06); prof. Trevor Benson (The University of Nottingham, UK); prof. Björn Maes (Université de Mons); prof. Peter Bienstman (EA05); prof. Geert Morthier (EA05)
In dit doctoraat stellen we een nieuwe klasse van approximanten voor (gewijzigde Padé approximant operatoren) voor gebruik in de wijdhoek-bundelpropagatiemethode (WA-BPM). Deze nieuwe operatoren laten een nauwkeurigere benadering van de Helmholtzvergelijking toe van conventionele operatoren, en geven ook de vereiste demping aan evanescente modi. Het nut van deze nieuwe operatoren werd aangetoond voor de oplossing van tijdsdomein-bundelpropagatiemethodes, zowel voor een breedbandmethode die reflecties kan in rekening brengen, als voor een split-step methode om ultrakorte pulsen te modelleren. Bovendien werd een aanpassing voorgesteld van de onlangs voorgestelde complexe Jacobi iteratieve methode om wijdhoek-bundelpropagatieproblemen op te lossen. Deze CJI-WA-BPM methode is zeer competitief voor veeleisende problemen. Voor grote 3D problemen waar het brekingsindexprofiel varieert in de propagatierichting kan de CJI methode bundelpropagatie 4 keer sneller uitvoeren vergeleken met andere state-of-the-art methodes. Naast wijdhoek-bundelpropagatieproblemen voor uniforme golfgeleiderstructuren, hebben we ook een nieuwe benaderende Padé oplossing voorgesteld voor golfpropagatie in metamaterialen met gradueel veranderende brekingsindex. Anderzijds werd ook een studie doorgevoerd omtrent performantieverbetering van optische componenten zoals labelvrije biosensoren, licht-emitterende diodes en zonnecellen. Een oplossing werd voorgesteld om de gevoeligheid te verhogen (met factor 5) van een silicium-op-isolator oppervlakteplasmon-interferometer biosensor die eerder was voorgesteld in onze groep. We hebben ook een verbeterd model opgesteld om de invloed van metaaldeeltjes te onderzoeken op het emissiegedrag van licht-emitterende diodes. Tot slot hebben we het nut aangetoond van kern-schil nanostructuren als nanoantennes om de lichtabsorptie te verbeteren in dunnefilm-zonnecellen in amorf silicium. We hebben theoretisch een performantieverhoging van 33% aangetoond.

Praktisch

Wanneer: Woensdag 22 juni 2011, 16:00

Waar: Jozef Plateauzaal, Plateaustraat 22, 9000 Gent