Zaman uzamında sonlu farklar yöntemiyle elektromanyetik yapıların analizi ve dielektrik yapıları uygulanması

Abstract

IV ÖZET Bu tezde tek ve iki boyutlu dielektrik periyodik yapıların elektromanyetik özellikleri açısından Zaman Uzamında Sonlu Farklar Yöntemi (ZUSF) ile analizleri ve simülasyonlan gerçekleştirilmiştir. Zaman alanında elde edilen alan verilerinin Ayrık Fourier Dönüşümü (AFD) kullanılarak frekans uzamında karşılıklarının hesaplanmasıyla periyodik dielektrik yapıların yansıma katsayısı hesabı yapılmıştır. Bu çalışmada öncelikle tek ve iki boyutlu periyodik yapılara ZUSF yöntemi uygulanarak zaman alanında yapılardaki dalga hareketleri incelenmiş ve alan verileri saklanarak yansıma katsayısı hesabı yapılmıştır. Yine bu tezde iki boyutlu bir Fotonik Band Boşluğu (FBB) yapısının ZUSF yöntemi ile yansıma katsayısı bulunarak dalga yayılımının engellendiği band boşluğu da hesaplanmıştır. İncelenen yapılarda hesap uzayım sınırlamak için Tam Uyumlandırılmış Tabaka (TUT) tekniği kullanılmıştır. Anahtar Kelimeler: Periyodik Dielektrik Yapı Zaman Uzamında Sonlu Farklar Yöntemi Yansıma Katsayısı Fotonik Bant Boşluğu

ABSTRACT In this thesis, the analysis and simulations of one and two-dimensional dielectric periodic structures are developed for the electromagnetic properties by using the Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method. Transforming the time domain field data to frequency domain via Discrete Fourier Transform (DFT), reflection coefficients are calculated for each of the structures. In this study FDTD method is applied to one and two-dimensional dielectric periodic structures and the incident/reflected waves are observed in time domain in the structure. In this thesis the band gap of the sampled PBG structure is also determined by calculating the reflection coefficient via FDTD method using the stored data in time. The PML method (Perfectly Matched Layer) is used in order to limit the computational domain. Keywords: Dielectric Periodic Structure Finite-Difference Time-Domain Method Reflection Coefficient Photonic Band Gap