مطالعه و بررسی مدهای فوتونیکی محبوس شده درساختار مایکروکاواک دیسکی

مایکرودیسک، مشددی اپتیکی است که دارای ابعادی در حدود طول موج نور است و برای محبوسسازی نور به کار می رود. نور توسط بازتاب داخلی کلی از دیواره دیسک که به نام مدهای ویسپرینگ گالری شناخته می شوند، محبوس می شود. آنها به دلیل فاکتورکیفیت بالا و مجتمع سازی در بلورهای فوتونی مورد توجه اند و در ساخت قطعات الکترونیک نوری مانند دیودهای رزنانسی و لیزرهای تک نقطه کوانتومی با آستانه بسیار پایین به کار می آیند. مایکرودیسک ها توسط مجموعه ای از فرایندهای پیشرفته رشد بلور و فرآوری ساخته می شوند که بر روی ستونی نازک در هوا معلقند. نمونه مایکرودیسک در این پایان نامه، در مرکز ملی تکنولوژی های نیمرسانای دانشگاه شفیلد انگلستان رشد و فرآوری شده است. نقاط کوانتومی به عنوان تابش گرهای مقیاس نانومتری حالت جامد در حین رشد در ویفر تعبیه می گردند که برای مطالعه برهمکنش تابش- ماده نیز در فیزیک حالت جامد مهم اند. در این پایان نامه به مطالعه و بررسی مدهای محبوس شده در این ساختار پرداخته شده است. میدان های الکترومغناطیسی مربوط به مدهای te و tm، با حل معادلات هلمهولتز در صفحه دیسک به دست آمدند. تغییرات میدان های شعاعی برای مدهای مختلف مورد بررسی قرارگرفتند، الگو و شدت آنها توسط نرم افزارهای origine وmathcad محاسبه و ترسیم شدند. بردارپوئینتینگ نیز برحسب شعاع دیسک و زاویه سمتی مورد محاسبه قرارگرفته و ترسیم شده است. مدها شناسایی شده و فاکتورکیفیت آنها و نحوه تغییر طول موج مدها با شماره مد ترسیم گردیده، نتایج شبیه سازی با نتایج عملی مقایسه شده که نحوه تغییرات تقریباً تطابق خوبی با تئوری دارد.