بررسی فاکتور کیفیت و پروفیل مدهای فوتونیکی نانوکاواک های ‏h1‎‏ و ‏s1‎‏ و شکل های تغییریافته آنها، برای کاربردهای ‏نانولیزری فوق سریع

لیزرهای مایکروکاواک، شامل نانوذراتی نظیر نقاط کوانتومی، شاهکار تزویج قوی و محبوس سازی فوتون ها در یک کاواک نوری با ابعاد تقریبی طول موج نوری هستند. مایکرو و نانوکاواک های لیزری به علت کنترل بسیار خوب مدهای لیزری، برای بازده زیاد، جریان آستانه کم، سرعت زیاد و نویز کم، از سایر لیزرها متمایز شده اند. در این پایان نامه طراحی، شبیه سازی و تحلیل نانولیزربلورفوتونی فوق سریع، به عنوانیکی از مهمترین ادوات پرکاربرد در مدارهای مجتمع نوری، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. از مهمترین عوامل موثر در بهبود بازده و کارآیی نانولیزر بلور فوتونی فوق سریع، جریان آستانه کم و زمان روشن شدن، جهت سرعت های زیاد است. در میان عوامل موثر در بهبود کیفیت، ضریب کیفیت زیاد است. با توجه به تأثیر زیاد هندسه ساختاربر روی ضریب کیفیت، بر روی انواع بلورهای فوتونی تک نقص و شکل های تغییریافته آن، تأکید شده است.آرایه های تناوبی مثلثی و مربعی مورد پژوهش در این پایان نامه، جهت کاربردهای لیزری فوق سریع، برای تشکیل نانوکاواکs1 و h1 انتخاب شدند، که شکل های چینش و ساختاری گوناگون آن ها در تشکیل مدهای فوتونی مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل اینکه ضریب کیفیت مد فوتونیتک نقص ساختارمربعی(s1)،نسبت به ساختار مثلثی (h1) زیادتر است، جهتکاربرد لیزری،از این ساختار استفاده شده است. محاسبات نشان دادند کهزمان روشن شدناین نانولیزر در حدود950فمتوثانیه بوده است. جهت کاهش این زمان، آرایه ای از نانوکاواک بلورفوتونی تک نقص s1، در کنار یکدیگر قرار داده شد و این زمان تا 280فمتوثانیه کاهش یافت. در این پژوهش، هدف نهایی قرار دادن نقاط کوانتومی به عنوان تابشگر در ساختار جهت کاربرد لیزری بوده است. از این رو، برای شبیه سازی از نرم افزارcomsol multiphysics که سازگاری خوبی با نرم افزارmatlab دارد، جهت نوشتن کدها و محاسبات استفاده شده است. برای شبیه سازی ها، از روش عددی تفاضل محدود در حوزه زمان (fdtd)، المان محدود،مسائل ویژه مقداری در حوزه فرکانس، با کدنویسی در نرم افزارهایmatlab و comsol بهره برده شده است.