Beata Staśkiewicz - Instytut Fizyki

CEL PRACY
W niniejszej pracy autorce przyświecały dwa cele. Pierwszy z nich jest ściśle
związany z przeprowadzeniem głębszych badań odnośnie propagacji światła w
wielowarstwowych strukturach dielektrycznych, skomponowanych na bazie
sekwencji Thue-Morse’a (T-M), zawierających warstwy metamateriałów.
Niezbędne do tego było stworzenie programu komputerowego, umoŜliwiającego
zbadanie właściwości światła propagującego się w analizowanych strukturach.
Problem ten jest o tyle nietrywialny, iŜ pozwala powiązać ze sobą rosnące
zainteresowanie badanymi strukturami, moŜliwościami ich zastosowań
i odkrywaniem nowych właściwości. Współczesna technologia pozwala otrzymać
wielowarstwowe ośrodki aperiodyczne (WOA) i w konsekwencji przyczynia się
do odkrycia interesujących właściwości transmisyjnych dla supersieci
aperiodycznych.
Z fizycznego punktu widzenia badany w tej pracy układ jest
aperiodycznym kwazijednowymiarowym kryształem fotonicznym [1,2].
Wielowarstwowe układy odgrywają istotną rolę w róŜnych dziedzinach takich
jak: optyka, elektronika, fotonika czy elektronika kwantowa, gdzie wykorzystuje
się urządzenia działające w oparciu o właściwości odbicia bądź transmisji fali
elektromagnetycznej m. in. zastosowania w laserach półprzewodnikowych [1,3].
Drugi cel ma natomiast wprowadzić czytelnika w arkany
dotychczasowych osiągnięć naukowych w dziedzinie badań nad wyŜej
wymienionymi strukturami. Szczegółowo omówiono to w dodatkach, gdzie
wnikliwie opisano zarówno niestandardowe metody badawcze, jak i rangę
danych odkryć, które prowadzą do licznych zastosowań w fizyce i technice.
W gestii autorki było poniekąd uczynienie z poniŜszej pracy przewodnika,
który ma za zadanie zapoznać Czytelnika z takimi pojęciami jak:
kwaziperiodyczność, supersieć optyczna, sekwencja Thue-Morse’a,
metamateriały czy fraktale.
BieŜące lata obfitują w liczne wdraŜanie nowych rozwiązań
technologicznych, a takŜe poznawaniem właściwości dielektrycznych ośrodków
wielowarstwowych. Fakt ten stanowi praprzyczynę wielu nowatorskich odkryć
materiałów oraz struktur. Wśród nich moŜna wymienić: kwazikryształy [4],
kryształy fotoniczne [2], światłowody fotoniczne [5] oraz metamateriały [6] –
kompozyty, charakteryzujące się ujemnym współczynnikiem załamania światła.
Pracę podzielono na pięć rozdziałów. Pierwszy stanowi krótką
charakterystykę struktur wielowarstwowych. Drugi zawiera opis dotychczasowej
wiedzy obejmującej budowę supersieci półprzewodnikowych, technologii ich
wytwarzania, właściwości oraz zastosowań wielowarstwowych struktur
aperiodycznych. Trzeci poświęcony jest opisowi kwazijednowymiarowej
struktury typu Thue-Morse’a, będącej przedmiotem tej pracy. Zawarto w nim
między innymi opis modelu wielowarstwowego ośrodka dielektrycznego
(podrozdział 3.23), wzory na transmitancję w formalizmie śladów i antyśladów
macierzy charakterystycznych (podrozdział 3.24), dynamiczne odwzorowania
śladów i antyśladów macierzy charakterystycznych sieci Thue–Morse’a
(podrozdział 3.25), a takŜe wyniki obliczeń numerycznych dla supersieci prawo–
oraz lewoskrętnych (rozdziały 3.3; 3.5). Analiza otrzymanych wyników, wnioski
i konkluzje wynikające z wykonanych obliczeń numerycznych oraz
podsumowanie całej pracy stanowi treść rozdziału czwartego. W dodatkach
6