مطالعه خواص اپتیکی ساختارهای مغناطو-فوتونی به منظور طراحی ایزولاتور اپتیکی در مخابرات نوری

برهمکنش بین نور و ماده ی مغناطیسی می تواند باعث پدیده های مغناطواپتیکی بسیاری شود، از جمله ی آن ها می توان به چرخش فارادی و کر اشاره کرد. برای بدست آوردن اثر مغناطواپتیکی می توان از مواد مغناطیسی نوع حجیم استفاده نمود، ولی این چنین اندازه های بزرگ برای استفاده در سیستم های مخابرات نوری (ایزولاتورهای اپتیکی) که دارای اندازه های کوچک هستند مناسب نیستند. یکی از روش ها برای افزایش اثرهای مغناطواپتیکی عبارت از بکار بردن مواد مغناطیسی در ساختارهای بلورهای فوتونی می باشد. اگر حداقل یکی از لایه های تشکیل دهنده ی بلور فوتونی ماده ای با خاصیت مغناطیسی باشد در این صورت بلورهای فوتونی را بلورهای مغناطوفوتونی می نامند. در این پروژه ابتدا طیف تراگسیل و زاویه ی چرخش فارادی در بلورهای مغناطوفوتونی با یک لایه نقص مغناطیسی را بررسی می کنیم. نتایج محاسبات عددی نشان داد که با افزایش تعداد تناوب لایه ها چرخش فاردای افزایش و طیف تراگسیل کاهش می یابد. همچنین مشاهده کردیم که طول موج مد نقص را می توان با تغییر پارامتر ساختاری لایه نقص (ضخامت لایه نقص) تنظیم نمود. سپس ساختار شامل سه لایه ی نقص از دو ماده ی مغناطیسی مختلف را در نظر می گیریم. مطالعه طیف تراگسیلی و زاویه ی چرخش فارادی در این ساختار نشان داد که هر مد نقص مغناطواپتیکی را می توان به طور مستقل با تنظیم پارامترهای ساختاری مواد مغناطیسی تعیین کرد. در مرحله آخر طیف تراگسیلی و چرخش فارادی را در ساختار شامل نقص های متعدد مطالعه و وابستگی مدهای نقص و چرخش فارادی را به پارامترهای ساختارهای لایه های نقص را گزارش نمودیم. همچنین نشان می دهیم که می توان در چنین ساختارهایی زاویه ی چرخش فارادی بزرگ را بدست آورد. نتایج حاصل حاکی از این است که می توان از این ساختارها برای طراحی ایزولاتورهای مغناطواپتیکی چند کاناله استفاده نمود.