پ.د.ف.13

دكتري

فيزيك (Ph.D)گرايش: نظري

پيام نور شيراز

1398-99

1399/04/04

ص.105

قرائتي ،عبدالرسول

فتح اللهي خلخالي،تايماز

كتابنامه:ص.103-97

بلورهاي فوتوني محيطهاي نوري ويژهاي هستند كه ضريب شكست در آنها به طور تناوبي در يك، دو يا سه راستا تغيير ميكند. در اين رساله، تحقيق و بررسي تنها بر روي بلورهاي فوتوني دو بعدي انجام شده كه سلول واحد ساختار، خود از الماني با دو يا چند ضريب شكست متغير تشكيل شده است كه ميتواند در هر ساختار شكلگيري متفاوتي داشته باشد. ابتدا دو نوع متفاوت از ساختار بلور فوتوني دو بعدي مدرج متشكل از ميلههايي با سطح مقطع مربعي شكل در زمينه هوا بررسي شده كه در آنها ثابت شبكه در راستاي عمود به انتشار تغيير داده شده است. در ساختار اول، موج ورودي به سمت قسمت مركزي ساختار خم ميشود و بعد از خروج از ساختار در ناحيه كوچكي متمركز ميشود. ساختار طراحي شده خاصيت كانوني كردن قوي از خود نشان ميدهد. در ساختار دوم، موج ورودي بعد از طي مسافت كوتاهي به سمت قسمت مركزي منحرف ميشود و در ميانه ساختار متمركز ميماند و به همان شكل در ساختار منتشر ميشود و لذا موج خروجي مي-تواند به يك موجبر بلور فوتوني كوپل (تزويج يا جفت) شود. طبق بررسيهاي انجام شده براي اولين بار است كه المان غير دايرهاي مانند المان مربعي در طراحي ساختار بلور فوتوني مدرج استفاده شده. در بخش بعد، لنزهاي مدرج بلور فوتوني از ميلههاي ZrO2 حلقوي در هوا با شبكه مثلثي معرفي ميشود. اندازهي شعاع حفره هواي داخلي حلقه، بر حسب توابع خطي و سهموي، از مركز به سمت لبههاي لنز در راستاي محور y افزايش پيدا ميكند. سپس لنزهاي مذكور با سه نوع موجبر شياردار، موجبر بلور فوتوني معمولي و موجبر بلور فوتوني قيفي شكل جفت ميشوند. نتايج شبيهسازيها و محاسبات نشان داده كه مقدار بيشنه بازده جفتشدگي متعلق به سيستمي متشكل از لنز خطي و موجبر بلور فوتوني قيفي شكل است و بازده جفت شدگي برابر 7.49 dB ميباشد. نتيجهي بهدست آمده پيشرفت خوبي را در مقايسه با سيستمهاي جفت شدهي سابق، نشان ميدهد. در بخش بعد يك بلور فوتوني دو بعدي با ساختار مثلثي شامل حفره هاي هوا پر شده با بلور مايع در زمينه سيليكون بررسي شد. بلورهاي مايع موادي هستند كه با استفاده از اعمال يك ميدان خارجي ميتوان خواص نوري آنها را تغيير داد. در مرحله اول ، بدون اعمال ميدان خارجي ساختار نواري فوتوني محاسبه شده و براي باند هاي مختلف منحني بسامد ثابت شبيه سازي شده است. سپس با توجه به شرايط لازم براي بهوجود آمدن خاصيت ضريب شكست منفي، بررسي شده كه به ازاي چه پارامترهاي ساختاريي، اين خاصيت قابل مشاهده است. نتايج محاسبات نشان داد كه به ازاي پارامترهاي بهينه امكان ايجاد بلور فوتوني با خاصيت ضريب شكست منفي در بازه بسامدي نسبتاً وسيع - وجود دارد. همچنين اين شبيه سازي ها نشان مي-دهند كه ميتوان با اعمال ميدان خارجي، محل و نوع تصوير تشكيل يافته در سوي ديگر بلور را تغيير داد.

64464