نام پژوهشگر: عاطفه محسنی فرد
عاطفه محسنی فرد احمد رضا دارائی
ساختارهای بلور فوتونیکی، برپایه آرایش تناوبی ثابت دی الکتریک، عبور و یا بازتاب نور را در یک بازه فرکانسی قابل تنظیم، کنترل می کنند. با ایجاد نقص در آرایه های دورهای، ویژگیهای اساسی شبکه بلور فوتونیکی نظیر محبوسسازی قوی نور، بهطور قابل توجهی تغییر میکنند. یک میکرو- نانوکاواک در یک ساختار بلور فوتونیکی یک، دو و سه بعدی، با حذف یک یا تعدادی حفره-هوا از شبکه تناوبی، یا با تغییر اندازه تعدادی از حفرهها و یا با تغییر شکل هندسی ساختار و روش های دیگر بهوجود میآید. در این پایاننامه، به بررسی مدهای محبوس در کاواک نانوباریکه بلور فوتونی، متشکل از آرایه حفره های هوای ایجاد شده در تیغه دی الکتریک کم پهنا، پرداخته شده است. طراحی ساختارها، شامل حفرههای-هوای باریکشونده نیز بوده، که تضمین کننده فاکتور کیفیت بزرگ و حجم مدی کوچکی هستند. مقادیر بهینه فاکتور کیفیت، با ترکیب سری حفرههای باریکشده (taper) مجاور نانوکاواک بهعلاوه حفرههای باریکشده دور از نانوکاواک، با طراحی دقیق قطر حفرهها و جابهجایی حفرههای غیردورهای، در بخش باریکشونده بهدست آمده است. شبیه سازی و محاسبات در این پایاننامه، با استفاده از نرم افزارهای4.3a comsol multiphysics و با روش المان محدود (fem) و rsoft photonics cad suite انجام پذیرفته و آنالیز آنها نیز توسط نرم افزار origin صورت گرفته است. در راستای اهداف تحقیق، طولموج، فاکتور کیفیت و توزیع شدت مد محبوس در کاواک نانوباریکه بلورفوتونی متشکل از چهار حفره-هوای باریکشده (taper) در طرفین کاواک سهموی، و آرایه نه تایی حفره-هوا در آینه ها، مورد بررسی قرار گرفته است. طولموج مدهای مورد بررسی جهت تولید و تقویت در نانوکاواک، با تغییر پارامترهای هندسی مختلف ساختار کاواک نانوباریکه بلور فوتونی، انتخاب شدند. تغییرات ثابت شبکه و تعداد حفرههای آینهای در نانوباریکه، تقویت فاکتورکیفیت مد را در پی داشت. وجود حفره های باریک شده، مدی با کیفیت حدود 10400 را ایجاد نمود که این مورد به ازای کاهش 25 نانومتری مکان 4 حفره باریکشده طرفین نانوکاواک میسر گردید. نتایج نشان دادند که باریک شدگی دیواره سهموی کاواک، در افزایش فاکتور کیفیت از طریق تمرکز بیشتر شدت مد در میانه کاواک و در نتیجه در کاهش حجم مدی و پراکندگی، موثر واقع می گردد. حضور مدهای ویسپرینگ گالری با طراحی نانوباریکه های متقاطع، مورد پژوهش قرار گرفت.