بررسی اتلاف ها در موجبر بره بلور فوتونیک به منظور افزایش بهره led ها

در دهه های اخیر نیاز بشر به دستیابی سرعت ها و ظرفیت های بالاتر باعث گردیده است که محققان توجه خود را به ابزارهایی بسیار کوچکتر و سریع تر از قطعات الکترونیکی رایج معطوف نمایند. این امر موجب شده است که مطالعات گسترده ای در ابعاد نانو، بر روی بلورهای فوتونیک انجام گیرد. این گونه از بلورهای فوتونیکی به دلیل خواص منحصر به فرد و پتانسیل بالا در اپتوالکترونیک، جهت کاربرد در مخابرات، فناوری اطلاعات، علوم پزشکی، صنایع نظامی و غیره مورد توجه قرار گرفته اند. استفاده از بلورهای فوتونیک در ساخت قسمت های اصلی ابزارهای فوتونیکی، انقلاب بزرگی در فناوری کنترل نور به همراه داشته است. تلاش های فراوانی صورت گرفته است تا بتوان راه ها و روش هایی پیدا کرد که بوسیله آن ها از بلور فوتونیک در بازتاب و یا به دام انداختن نور استفاده نمود. این امر موجب شکل گیری آینه ها، موجبرها، کاواک ها، فیلترها، لیزرها و ... شده است. همچنین این امکان وجود دارد که بتوان با ترکیب این ابزارها، کنترل و هدایت بهتری از نور را به کار گرفت. برای مثال فیلترها که نور را با بسامد مشخصی عبور می دهند و خمیدگی ها که نور را در اطراف زاویه های تند هدایت می کنند و یا جداکننده ها که یک موجبر را به دو موجبر تقسیم می-نمایند. همچنین led ها تأثیر شگرفی بر روی صنعت برق، هم از لحاظ روشنایی و به ویژه کاهش مصرف انرژی در سال های اخیر داشته اند. برای دست یابی به led های بهینه، بلورهای فوتونیک یکی از گزینه های مناسب می باشند و بدین منظور نیاز است تمامی جوانب بلورهای فوتونیک در نظر گرفته شوند که این تحقیق به این موضوع پرداخته است. در این تحقیق برای سادگی، بیشتر نمونه هایی که ذکر می شود در دوبعد مورد بررسی قرار می-گیرند. چرا که نیاز به منابع کامپیوتری، شبیه سازی در سه بعد را پیچیده می کند و در نتیجه به زمان بسیار بیشتری احتیاج است و در بعضی مواقع امکان پذیر بر روی کامپیوترهای شخصی نمی باشند. اما استفاده از بلورهای فوتونیک دوبعدی نیاز به زمان کوتاه تری دارد. یکی از کاربردهای بلورهای فوتونیک دوبعدی، مته کاری موجبر در آبکاری فلزی است. این امر منجر به اتلاف های خارج از صفحه می گردد. مته کاری این حفره های هوا باعث اتلاف به سوی هوا و به سوی لایه زیرین می-شود. احتساب این اتلاف ها به ما اجازه خواهد داد که بره موجبر بلور فوتونیک دوبعدی را در نظر بگیریم. جایی که اتلاف های خارج از صفحه با در نظر گرفتن ضریب گذردهی به حفره ها مدل-سازی می شوند و بر این اساس مدل سازی های سه بعدی بره های بلور فوتونیک به دوبعد کاهش می-یابند. قابل ذکر است مدل سازی بره های بلور فوتونیک در دو بعد یک روش مفید و کارآمد در استخراج نور در led های صفحه ای است. بلورهای فوتونیک متمایل به برهم کنش با نور هدایت شده که کسر مهمی از نور تلف شده در ledهای معمولی را تشکیل می دهد، می باشند و از این رو منبع مهمی برای استخراج نور محسوب می شوند. در حالت کلی از روش های متفاوتی از بلورهای فوتونیک در بالا بردن بهره led ها استفاده می شود. برای آن که led ها رقیب تمام منبع های نوری سنتی شوند لازم است تمام کارآیی های آن ها بهینه شود که بلورهای فوتونیک یکی از گزینه های مناسب در جهت رسیدن به این مهم هستند