تحلیل ساختارهای پاشنده بر پایه بلور فوتونی

در این پایان نامه رژیم نور کند در موجبرهای بلور فوتونی بر پایه سیلیکون کارباید (sic)، برای اولین بار ارائه می شود. کند بودن سرعت گروه نور در این گونه ساختارها باعث افزایش برهم کنش نور با محیط اطراف می شود. به طور معمول ، رژیم نور کند با پاشندگی سرعت گروه زیاد همراه است. برای دستیابی به نور کند همراه با پاشندگی سرعت گروه پایین، با استفاده از روش تزریق سیال های نوری در حفره های هوا پاشندگی در موجبر بلور فوتونی ایجاد شده در بستر sic مهندسی شد. برای انجام این کار، تبعیت ضریب دی الکتریک sic از فرکانس با مدل نوسانگرهای هماهنگ در نظر گرفته شد. ابتدا یک موجبر w1 بر پایه بلور فوتونی دوبعدی با شبکه مثلثی متشکل از حفره های هوا در بستر sic با ثابت شبکه و شعاع در نظر گرفته شد. نشان داده ایم که با تزریق سیال نوری در دو ردیف از حفره های مجاور موجبر در هر طرف می توان سرعت نور در این گونه موجبرها را تا 473 مرتبه کاهش داد، در حالی که پاشندگی سرعت گروه ناچیز است. در ادامه برای افزایش پهنای باند هموار در گستره نور کند رهیافتی ارائه شده است. بخش دیگری از این پایان نامه، به بلورهای فوتونی فلزی اختصاص دارد. در مقایسه با دی الکتریک ها، فلزات به شدت پاشنده اند و ضریب شکست آن ها وابستگی زیادی به فرکانس نور فرودی دارد. برای لحاظ کردن نفوذپذیری الکتریکی فلزات در شبیه سازی های عددی از مدل نوسانگرهای هماهنگ استفاده شده است. در پایان خواص پاشنده بلورهای فوتونی دوبعدی با شبکه مربعی بر پایه میله های فلزی در هوا با ثابت شبکه های a=20-500 nm و شعاع های r=0.1a -0.4a شبیه سازی شده است. در این بررسی خواص نوری بلورهای فوتونی بر پایه یازده فلز (شامل فلزات نجیب و واسط) در گستره وسیعی از فرکانس (از فروسرخ تا فرابنفش) ارائه شده است.