ELASTIC, PIEZOELECTRIC AND OPTICAL PROPERTIES OF LAYERED SYSTEMS

Abstract

THE PURPOSE OF THIS DISSERTATION IS TO THEORETICALLY STUDY SPECIFIC ELASTIC, PIEZOELECTRIC AND OPTICAL PROPERTIES OF MULTILAYER SYSTEMS DIFFERING IN THICKNESS BY ORDERS OF MAGNITUDE. THE STUDY INCLUDES: (I) EFFECTS OF TEMPERATURE ANDPRESSURE ON SUPERLATTICES (USUAL PERIOD 0.005 - 0.2 ΜM), (II) MULTILAYER PLATES IN THE PRESENCE OF AN ELASTIC WAVE (TYPICAL PERIOD OF 2 ΜM), AND (III) INTERFERENCE EFFECTS IN AN UNIAXIAL, OPTICALLY-ACTIVE SINGLE FABRY-PEROT PLATE (MACROSCOPIC THICKNESS 2 ΜM - 2 MM, OR EVEN LARGER). STRAINED SUPERLATTICES UNDERA VARIABLE TEMPERATURE AND PRESSURE EXHIBIT CHANGES IN THEIR STRAIN AND STRESS COMPONENTS. CRITERIA ARE ESTABLISHED FOR PREDICTING THE FORM OF SUCH CHANGES. SPECIFIC APPLICATIONS ARE TREATED IN DETAIL AND A COMPARISON IS MADE WITH EXISTING DATA FROM THE LITERATURE. AN ELASTIC STANDING WAVE PROPAGATING IN A CUBIC PIEZOELECTRIC MULTILAYERED STRUCTURE PRODUCES A PIEZOELECTRIC FIELD TO APPEAR IN THE SYSTEM. AS AN ULTRASONIC RECEIVER, THIS SYSTEM IS EXPECTED TO SHOW HIGHER SENSITIVITY THAN GENERAL TRANSDUCERS. INFRARED LIGHT MODULATORS ARE ALSODISCUSSED AS A POSSIBLE APPLICATION OF THE SAME DEVICE. THE INTERFERENCE PATTERN OF MULTIPLE REFLECTIONS HAS BEEN STUDIED IN AN UNIAXIAL, OPTICALLY-ACTIVE PLATE. THE CALCULATED RESULTS SHOW THAT THE INTERFERENCE PATTERN OF THE TRANSMITTED LIGHT CONSISTS OF STRONG FRINGES AND WEAK ONES IN BETWEEN.

ΤΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ ΕΙΝΑΙ Η ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΕΙΔΙΚΩΝ ΕΛΑΣΤΙΚΩΝ, ΠΙΕΖΟΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΠΟΛΥΣΤΡΩΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΠΛΩΝ ΣΤΡΩΜΑΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Η ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΕΙ (Α) ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΠΙΕΣΗΣ ΣΕ ΥΠΕΡΠΛΕΓΜΑΤΑ (ΤΥΠΙΚΕΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ 0.005 - 0.2 ΜM), (Β) ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΠΟΛΥΣΤΡΩΜΑΤΙΚΩΝ ΠΛΑΚΙΔΙΩΝ (ΤΥΠΙΚΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ 2 ΜM) ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΕΛΑΣΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ, ΚΑΙ(Γ) ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΣΥΜΒΟΛΗΣ ΑΠΟ ΠΛΑΚΙΔΙΟ ΤΥΠΟΥ FABRY-PEROT, ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΟ ΑΠΟ ΔΙΠΛΟΘΛΑΣΤΙΚΟ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΩΣ ΕΝΕΡΓΟ ΥΛΙΚΟ. ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΥΠΕΡΠΛΕΓΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΕΤΕΡΟΕΠΑΦΩΝ ΜΕΛΕΤΩΝΤΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΠΤΥΓΜΕΝΑ ΨΕΥΔΟΜΟΡΦΙΚΩΣ ΚΑΤΑ ΜΗΚΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΣΕΩΝ ΧΑΜΗΛΗΣ ΣΥΜΜΕΤΡΙΑΣ (ΥΠΟΚΡΙΣΙΜΟΥ ΠΑΧΟΥΣ). ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗ ΜΟΡΦΗ ΤΩΝ ΕΛΑΣΤΙΚΩΝ Η/ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΕΛΑΣΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΙΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΠΟΥ ΑΠΟΤΕΛΟΥΝ ΤΑ ΑΝΩΤΕΡΩ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Η ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΕΛΑΣΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΕ ΠΟΛΥΣΤΡΩΜΑΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΥΒΙΚΩΝ ΠΙΕΖΟΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΟΔΗΓΕΙ ΣΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟ ΤΩΝ ΔΕΣΜΙΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ ΚΑΙ, ΚΑΤΑ ΣΥΝΕΠΕΙΑ, ΤΩΝ ΠΙΕΖΟΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΠΕΔΙΩΝ ΠΟΥ ΑΝΑΠΤΥΣΣΟΝΤΑΙ ΣΕ ΑΥΤΑ ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. ΤΕΛΟΣ Η ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΥ ΟΠΤΙΚΗΣ ΔΡΑΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΠΛΟΘΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΠΛΑΚΙΔΙΑ ΤΥΠΟΥ FABRY- PEROT ΟΔΗΓΕΙΣΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟ ΤΩΝ ΣΥΜΒΟΛΟΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΑΥΤΩΝ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. ΤΑ ΣΥΜΒΟΛΟΓΡΑΜΜΑΤΑΑΥΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΖΟΝΤΑΙ ΑΠΟ ΠΛΟΥΣΙΟΤΕΡΗ ΔΟΜΗ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΕΚΕΙΝΑ ΤΟΥ ΑΠΛΟΥ FABRY-PEROT, ΚΑΙ ΜΕ ΤΟ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕ ΚΑΤΑΛΛΗΛΕΣ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΟΔΗΓΗΣΟΥΝ ΣΕ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΩΝ ΣΥΜΒΟΛΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΤΟΥΣ.