بررسی اپتیکی نانولایه های توزیع شده براگ در نانوکاواک

امروزه وسایل پایه گذاری شده بر اساس مایکروکاواک های اپتیکی، تقریباً برای طیف وسیعی از کاربردها و مطالعات، ضروری و کارآمد هستند. همچنین ظهور تولیدات جدیدی از ادوات اپتوالکترونیکی بر پایه مایکروکاواک ها در سالهای آینده انتظار می رود. ساختار مایکروکاواک، شامل دو بازتابنده‏ توزیع شده براگ (distributed bragg reflectors-dbrs) موازی هستند که به وسیله یک لایه کاواک از هم جدا شده-اند، که می تواند ضریب شکست متفاوت یا یکسانی با مواد استفاده شده در ها داشته باشند. آینه های ساختار چندلایه ای هستند که از تکرار تناوبی دو لایه با ضریب شکست های متفاوت بالا و پائین ( و ) و ضخامت های متفاوت ( و ) تشکیل شده اند. در این پایان نامه، یک نمونه مایکروکاواک مسطح مضرب صحیحی از نصف طول موج که توسط دو آینه براگ بالایی و پایینی، متشکل از دو جفت لایه متناوب گالیوم آرسناید/آلومینیوم آرسناید، محاط شده، شبیه سازی شده است. با استفاده از روش ماتریس معکوس، تأثیر پارامترهایی نظیر، ضخامت لایه دی الکتریک، نسبت ضریب شکست های بالا و پایین، زاویه باریکه فرودی نسبت به خط عمود به صفحه آینه، تعداد تناوب آینه، ضخامت کاواک، ضریب شکست کاواک، طول موج مرکزی کاواک، کنتراست ضریب شکست لایه ها و اثر ناصافی در سطوح لایه های براگ در مرز مشترک بر بازتابندگی، فاکتور کیفیت، میدان الکتریکی و مغناطیسی درون مایکروکاواک مسطح نمونه شبیه سازی شده، مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام محاسبات مربوط به نانوکاواک مسطح تحت شرایط مختلف، معادلات ماکسول توسط روش ماتریس معکوس حل شد. همچنین عناصر اصلی ماتریس معکوس مانند شرایط مرزی و طریقه حصول داده ها، بطور مفصل بحث شده است. با مقایسه نمونه های مایکروکاواک مسطح ایده آل و نمونه ناهموار درمی یابیم که بر اثر ناهمواری سطح داخلی کاواک و خارج شدن از حالت مسطح به حالت غیر یکنواخت، فاکتور کیفیت و بازتابندگی دیگر مقدار ثابتی نداشته و در کل سطح نمونه به ترتیب به میزان 25000 (از مقدار5000 تا 30000) و 5 درصد (از 91 تا 96 درصد) تغییر پیدا کرده و افت و خیز دارد. با مقایسه تغییرات بازتابندگی آینه های ساختار چندلایه ای و به کار برده شده در مایکروکاواک مسطح با ساختار نامتجانس، افزایش مقدار قله بازتابندگی، از بین رفتن دره در ماکزیمم بازتابندگی در ناحیه نوار توقف و کاهش پهنای باند توقف مشاهده گردید. تغییرات میدان الکترومغناطیسی مربوط به مدهای و در این ساختار مورد بررسی قرار گرفتند؛ الگو و نگاشت پراکندگی و شدت آنها توسط نرم افزارهای و محاسبه و ترسیم شدند.