بررسی موجبرهای نوری در کریستال های فوتونی به روش fdtd

در این پایان نامه با استفاده از روش تفاضلات محدود در حوزه زمان fdtd انتشار امواج الکترومغناطیسی در درون موجبرهای بلور فوتونی مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین میزان عبور امواج الکترومغناطیسی از این موجبرها با استفاده از این روش محاسبه شده است. سپس از روش ابر سلول بر پایه بسط موج تخت ساختار نوار برای بلورهای فوتونی دو بعدی شامل نقص خطی محاسبه شده است. تغییرات مد موجبری و میزان عبور امواج الکترومغناطیسی برای یک بلور فوتونی دو بعدی، با شبکه مربعی و مثلثی، مورد بررسی قرار گرفته است. در هر دو شبکه مربعی و مثلثی میله ها هندسه دایروی یا مربعی داشته، و در این ساختارها خط نقص با تغییرات اندازه میله ها ایجاد شده است. نتایج نشان می دهد که میزان عبور امواج الکترومغناطیسی و پهنای مد موجبری به نوع شبکه، هندسه میله ها و مشخصات نقص بستگی دارد. یکی دیگر از ساختارهایی که میزان عبور امواج الکترومغناطیسی در آن مورد بررسی قرار گرفته است، موجبر بلور فوتونی خمیده 60 درجه با آرایه مثلثی از حفره های هوا در یک زمینه سیلیکون است. نتایج نشان می دهد که با ایجاد تغییراتی در قسمت تیزی خمیدگی می توان پهنا و میزان عبور امواج الکترومغناطیسی را بهبود داد. برای بیان کاربردی دیگر از موجبرهای بلور فوتونی که از یک شبکه مربعی با میله های سیلیکون در زمینه هوا ساخته شده است، اندازه شعاع یک ردیف از میله ها به طور متناوب بزرگ و کوچک شده است. محاسبات نشان می دهد که در این حالت بازه خاصی از فرکانس های مد موجبری فیلتر شده است.