بررسی نوار گاف کریستال های فوتونی سع لایه ای با نقص

بلورهای فوتونی ساختارهای طبیعی یا مصنوعی هستند که در آن ها ضریب شکست به طور تناوبی تغییر می کند. این ساختارها اجازه انتشار امواج الکترومغناطیسی را درون ناحیه فرکانسی معینی نمی دهند بنابراین نور در این ناحیه کاملاً منعکس می شود. این نواحی ممنوعه، نوار گاف فوتونی نامیده می شود. با وارد کردن لایه ای با ضریب شکست یا ضخامت متفاوت در یک بلور فوتونی می توان مدهای عبوری در نوار گاف مشاهده کرد. هدف اصلی این پایان نامه، بررسی نوار گاف بلورهای فوتونی سه لایه ای با نقص است. در ابتدا بلورهای فوتونی سه لایه ای با نقص با هندسه متقارن و نامتقارن را معرفی می کنیم و سپس ماتریس انتقال هر کدام را محاسبه می کنیم. در مورد وابستگی مدهای عبوری در نوار گاف به زاویه تابش و ضخامت و ضریب شکست لایه نقص بحث می کنیم. با مشاهده طیف انتقال، گاف ها و مدهای بیشتری را در ساختارهای سه لایه ای نسبت به ساختارهای دو لایه ای مشابه یافتیم. مشاهده می کنیم که مدهای نقص در بلور سه لایه ای نسبت به تغییرات ضریب شکست و ضخامت لایه نقص بسیار حساس تر از مدهای نقص در بلور فوتونی دو لایه ای هستند. همچنین در نوار گاف بلور فوتونی سه لایه ای متقارن با نقص دو مد نقص وجود دارد اما در نوار گاف بلور فوتونی سه لایه ای نامتقارن با نقص یک مد نقص وجود دارد. با افزایش زاویه تابش برای دو هندسه متقارن و نامتقارن و برای هر دو قطبش و مدهای نقص به سمت طول موج های کوتاهتر حرکت می کنند. با افزایش ضریب شکست لایه نقص برای بلور فوتونی سه لایه ای نامتقارن مدها به سمت طول موج های بزرگتر حرکت می کند و این تاثیر در بلور فوتونی سه لایه ای متقارن به حرکت مدها به سمت مرکز نوار گاف منجر می شود. به علاوه با افزایش ضخامت لایه نقص در هر دو بلور فوتونی مدها به سمت طول موج های بزرگتر حرکت می-کنند. و هر چه لایه نقص در بلور فوتونی متقارن تر قرار گیرد مد عبوری بهتری در نوار گاف مشاهده می شود.