ساختار نوار خارج از صفحه تناوب بلورهای نوری دو بعدی با شبکه های مختلف

بلورهای فوتونی ساختارهای دی الکتریک متناوبی هستند که بصورت مصنوعی ساخته شده و قادر به کنترل کامل انتشار نور می باشند. در واقع هدف اصلی در مطالعه بلورهای فوتونی بررسی انتشار امواج الکترومغناطیسی در این بلورها می باشد. بلورهای فوتونی دارای ساختار باندهایی می باشند که از مشخصه های بلور بوده و شامل نوارهای فرکانسی مجاز و ممنوعه است. چنانچه تناوب ضریب دی الکتریک در دو جهت باشد بلور فوتونی دو بعدی است، که از یک سری میله های دی الکتریک که در یک زمینه ی دی الکتریک همگن با ضریب دی الکتریک متفاوت قرار داده شده اند تشکیل شده است. ساختار باند بلورهای فوتونی دو بعدی بسته به نوع تابش امواج الکترومغناطیسی به دو دسته کلی تقسیم می شوند: 1-ساختار باند بلورهای فوتونی که تنها در صفحه تناوب دارای مولفه بردار موج می باشند را ساختار باند داخل صفحه تناوب بلور فوتونی می نامند. 2-ساختار باند بلورهای فوتونی که بردار موج خارج از صفحه تناوب بلور واقع شده و مولفه بردار موج عمود بر صفحه تناوب بلور مخالف صفر می باشد را ساختار باند خارج از صفحه تناوب بلور فوتونی می نامند. بدین ترتیب در این پایان نامه به لحاظ مکانیزم و اهمیت فیبرهای بلور فوتونی، ساختار باند خارج از صفحه تناوب بلورهای فوتونی دو بعدی با استفاده از روش بسط موج تخت، مورد بررسی قرار می گیرد. در بخش اول محاسبات، ساختار باند خارج از صفحه تناوب بلور فوتونی دو بعدی متشکل از حفره های استوانه ای هوا در زمینه ی سیلیکا محاسبه می گردد و همچنین تغییرات پهنای گاف ممنوعه بر حسب بردار موج عمود بر صفحه تناوب بلور در نموداری رسم شده، که این نوع نمایش به ساختار نوار تصویر شده معروف می باشد. نتایج عددی نشان می دهد برای انتشار امواج در صفحه تناوب نوار ممنوعه فرکانسی کاملی وجود ندارد، در حالیکه در تابش خارج از صفحه تناوب بشرط آنکه مولفه ی عمود بر صفحه تناوب بردار موج به اندازه کافی بزرگ باشد، نوار ممنوعه فرکانسی کامل ایجاد می شود. در بخش دوم محاسبات نیز به لحاظ اهمیت تنظیم پذیری گاف بلورهای فوتونی، ساختار باند خارج از صفحه تناوب بلور فوتونی دو بعدی متشکل از استوانه های بلور مایع در زمینه ی سیلیکا محاسبه شده است و همچنین ساختار نوار تصویر شده نیز گزارش شده است. محاسبات نشان می دهد وجود و موقعیت گاف فوتونی بشدت به زاویه قطبی دایرکتورهای بلور مایع وابسته است و با تغییر در زاویه سمتی دایرکتورهاپهنای گاف تغییرات کوچکی دارد. استفاده از بلور مایع باعث می شود خط نوری بلور فوتونی دو بعدی به فرکانس های پایین تر سوق پیدا کند و همین عامل باعث تغییر مکانیزم انتقال نور در فیبرهای بلور فوتونی مرکز پر از بازتابش کلی به باند گافی می شود و همچنین امکان تنظیم پذیری را در این نوع فیبرها فراهم می گردد.