مطالعه تزویج گرهای بلور فوتونی دو بعدی
چکیده
بلور فوتونی ساختارهای دی الکتریک متناوبی هستند که به صورت مصنوعی ساخته شده اند و دارای ساختار نواری می باشند که از مشخصه های بلور بوده و شامل نوارهای فرکانسی مجاز و ممنوعه می باشد. در سالهای اخیر بلورهای فوتونی به خاطر خواص جالبشان در کنترل انتشار نور در مقیاس طول موج، بسیار مورد توجه است. در این میان موجبرهای بلور فوتونی، که از ایجاد یک نقص خطی در بلور فوتونی بدست می آید، از اهمیت زیادی در مدارات مجتمع فوتونی برخوردار است. یکی از مشکلات اصلی در این راستا، عدم تزویج مناسب بین مد نور خروجی مدارات و موجبرهای بلور فوتونی می باشد که مربوط به تفاوت مقیاس آنهاست. بنابراین دستیابی به تلفات پایین تزویج چالش بزرگی در بحث بلور فوتونی می باشد. می توان با استفاده از تزویج گرهای بلور فوتونی مدرج بازده تزویج را بهبود بخشید. در این پایان نامه با استفاده از روش تفاضلات متناهی در حوزه زمان fdtd انتشار امواج الکترومغناطیسی درون موجبرهای بلور فوتونی با شبکه مربعی و مثلثی، مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس از روش ابر سلول بر پایه بسط موج تخت ساختار نوار برای بلورهای فوتونی دو بعدی شامل نقص خطی محاسبه شده است. بازده تزویج مد خروجی موجبر معمولی به یک موجبر بلور فوتونی، با استفاده از تزویج گرهای بلور فوتونی، که ثابت دی الکتریک یا ثابت شبکه و یا شعاع آنها به طور تدریجی تغییر می کند، مورد بررسی قرار گرفته است. در همه ی ساختارها میله ها هندسه دایروی داشته، و در این ساختارها خط نقص با حذف میله ها ایجاد شده است. نتایج نشان می دهد که میزان بازده تزویج به طول تزویج، نوع شبکه و هندسه ی تزویج گر بستگی دارد. از دیگر ساختارها، موجبر تنظیم پذیری است که یک ردیف از میله ها با ایندیم آنتیموان جایگزین شده است. محاسبات نشان می دهد که دما می تواند کنترل کننده ی بازده باشد. در بخش دیگر، ساختار جدیدی جهت تحقق تزویج اپتیکی مطالعه شده است. این ساختار از یک بلور فوتونی نیم دایره ی دو بعدی تشکیل یافته است.