Photonic kristal

Yon kristal fotonik se yon materyèl modèn ki gen altènativman nan selil elemantè ki gen yon endèks refraktif segondè ak ba ak dimansyon ki konparab ak longèdonn limyè ki soti nan yon seri espèk yo bay. Kristal fonik yo itilize nan optoelektwonik. Li sipoze ke itilizasyon yon kristal fotonik pral pèmèt, pou egzanp. kontwole pwopagasyon yon vag limyè epi yo pral kreye opòtinite pou kreyasyon sikui entegre fotonik ak sistèm optik, osi byen ke rezo telekominikasyon ak yon gwo Pleasant (nan lòd Pbps).

Efè materyèl sa a sou chemen limyè a sanble ak efè yon griyaj sou mouvman elektwon nan yon kristal semi-conducteurs. Pakonsekan non an "kristal fotonik". Estrikti yon kristal fotonik anpeche pwopagasyon vag limyè andedan li nan yon seri longèdonn. Lè sa a, sa yo rele espas sa a foton. Konsèp pou kreye kristal fotonik te kreye ansanm an 1987 nan de sant rechèch US.

Eli Jablonovich nan Bell Communications Research nan New Jersey te travay sou materyèl pou tranzistò fotonik. Se lè sa a li te envante tèm "fotonik bandgap". An menm tan an, Sajiv John nan Prieston University, pandan y ap travay pou amelyore efikasite lazè yo itilize nan telekominikasyon yo, dekouvri menm diferans lan. An 1991, Eli Yablonovich te resevwa premye kristal fotonik la. An 1997, yo te devlope yon metòd mas pou jwenn kristal.

Yon egzanp yon kristal fotonik ki genyen twa dimansyon ki fèt natirèlman se opal, yon egzanp kouch fotonik nan zèl yon papiyon nan genus Morpho. Sepandan, kristal fotonik yo anjeneral fè atifisyèlman nan laboratwa soti nan Silisyòm, ki se tou pore. Dapre estrikti yo, yo divize an yon sèl, de ak twa dimansyon. Estrikti ki pi senp la se estrikti ki genyen yon sèl dimansyon. Kristal fotonik ki genyen yon dimansyon yo se kouch dyelèktrik byen koni ak itilize depi lontan, ki karakterize pa yon koyefisyan refleksyon ki depann de longèdonn limyè ensidan an. An reyalite, sa a se yon glas Bragg, ki fòme ak anpil kouch ak altène endis refraktif segondè ak ba. Iwa Bragg la ap travay tankou yon filtre regilye pase ba, kèk frekans yo reflete pandan ke lòt yo pase nan. Si ou woule glas Bragg la nan yon tib, ou jwenn yon estrikti ki genyen de dimansyon.

Egzanp ki kreye atifisyèlman kristal fotonik ki genyen de dimansyon yo se fib optik fotonik ak kouch fotonik, ki, apre plizyè modifikasyon, yo ka itilize pou chanje direksyon yon siyal limyè nan distans ki pi piti anpil pase nan sistèm optik entegre konvansyonèl yo. Gen kounye a de metòd pou modèl kristal fotonik.

premye a – PWM (metòd vag avyon) refere a estrikti yon sèl ak de dimansyon epi li konsiste nan kalkil ekwasyon teyorik, ki gen ladan ekwasyon Bloch, Faraday, Maxwell. Dezyèm Metòd pou modèl estrikti fib optik se metòd FDTD (Finite Difference Time Domain), ki gen ladann nan rezoud ekwasyon Maxwell yo ak yon depandans tan pou jaden elektrik ak chan mayetik. Sa fè li posib pou fè eksperyans nimerik sou pwopagasyon onn elektwomayetik nan estrikti kristal yo bay yo. Nan lavni an, sa ta dwe fè li posib jwenn sistèm fotonik ak dimansyon ki konparab ak sa yo ki nan aparèy mikwo-elektwonik yo itilize pou kontwole limyè.

Gen kèk aplikasyon nan kristal fotonik:

• Miwa selektif nan resonator lazè,
• distribye lazè fidbak,
• Fib fotonik (fib kristal fotonik), filaman ak planè,
• Semi-conducteurs fotonik, pigman ultra-blan,
• Dirije ak efikasite ogmante, Mikroresonators, Metamateryèl - materyèl kite,
• Tès bande laj nan aparèy fotonik,
• spèktroskopi, entèferometri oswa tomografi koerans optik (OCT) - lè l sèvi avèk yon efè faz fò.