Kristala fotonîk

Krîstalek fotonîkî materyalek nûjen e ku bi cîhêreng ji şaneyên seretayî pêk tê ku bi îndeksa refraksiyonê ya bilind û nizm û pîvanên ku bi dirêjahiya pêlên ronahiyê ji rêzek spektral a diyarkirî ve têne berhev kirin. Krîstalên fonîkî di optoelektronîkê de têne bikar anîn. Tê texmîn kirin ku ji bo nimûne, karanîna krîstalek fotonîkî dê destûrê bide. ji bo kontrolkirina belavkirina pêlek ronahiyê û dê derfetan ji bo afirandina çerxên yekbûyî yên fotonîkî û pergalên optîk, û her weha torên telekomunikasyonê yên bi bandûrek mezin (ji rêza Pbps) biafirîne.

Bandora vê materyalê li ser riya ronahiyê dişibihe bandora grîngekê ya li ser tevgera elektronên di krîstaleke nîvconductor de. Ji ber vê yekê navê "krîstala fotonîk". Struktura krîstalek fotonîk rê li ber belavbûna pêlên ronahiyê di hundurê wê de di hindek dirêjahiya pêlan de digire. Piştre bi navê valahiya fotonê. Têgeha afirandina krîstalên fotonîkî di sala 1987-an de bi hevdemî li du navendên lêkolînê yên Dewletên Yekbûyî hate afirandin.

Eli Jablonovich ji Bell Communications Research li New Jersey li ser materyalên ji bo transîstorên fotonîkî xebitî. Wê demê wî peyva "bandgap fotonîkî" çêkir. Di heman demê de, Sajiv John ji Zanîngeha Prieston, dema ku dixebitî ku karbidestiya lazerên ku di têlefonê de têne bikar anîn baştir bike, heman valahiyê kifş kir. Di sala 1991 de, Eli Yablonovich yekem krîstala fotonîkî wergirt. Di sala 1997 de, rêbazek girseyî ya ji bo wergirtina krîstalan hate pêşxistin.

Nimûneyek ji krîstalek fotonîkî ya sê-alî ya xwezayî ye ku opal e, mînakek tebeqeya fotonîkî ya baskê perperokek ji celebê Morpho. Lêbelê, krîstalên fotonîkî bi gelemperî di laboratuaran de ji silicon, ku ew jî porez e, bi sûnî têne çêkirin. Li gorî avahiya xwe, ew li yek-, du- û sê-alî têne dabeş kirin. Avahiya herî hêsan avaniya yek-alî ye. Krîstalên fotonîkî yên yek-dimensî tebeqeyên dîelektrîkî yên naskirî û dirêj-bikarhatî ne, ku ji hêla hejmûnek refleksê ve girêdayî ne ku bi dirêjahiya pêla ronahiya bûyerê ve girêdayî ye. Di rastiyê de, ev neynek Bragg e, ku ji gelek qatan pêk tê ku bi rêjeyên refraksiyonê yên bilind û nizm veguhezîne. Neynika Bragg mîna parzûnek nizm a birêkûpêk dixebite, hin frekans têne xuyang kirin hinên din jî derbas dibin. Ger hûn neynika Braggê bixin nav boriyek, hûn avahiyek du-alî distînin.

Nimûneyên krîstalên fotonîkî yên du-alî yên bi sûnî hatine afirandin fîberên optîkî yên fotonîkî û qatên fotonîkî ne, ku, piştî çend guhertinan, dikarin ji bo guheztina rêgezek ronahiyê li dûrahiyên pir piçûktir ji pergalên optîk ên yekbûyî yên kevneşopî werin bikar anîn. Niha du rêbaz ji bo modelkirina krîstalên fotonîkî hene.

первый - PWM (rêbaza pêla balafirê) behsa strukturên yek- û du-alî dike û ji hesabkirina hevkêşeyên teorîk pêk tê, di nav de hevkêşeyên Bloch, Faraday, Maxwell. Duyemîn Rêbaza modelkirina strukturên fîber optîk rêbaza FDTD (Domaina Demjimêra Cûdahiya Dawî) ye, ku di çareserkirina hevkêşeyên Maxwell de bi girêdanek demkî ya qada elektrîkê û qada magnetîkî pêk tê. Ev yek dihêle ku meriv ceribandinên hejmarî li ser belavbûna pêlên elektromagnetîk di strukturên krîstal de pêk bîne. Di pêşerojê de, ev pêdivî ye ku meriv pergalên fotonîkî yên bi pîvanên ku bi amûrên mîkroelektronîkî yên ku ji bo kontrolkirina ronahiyê têne bikar anîn ve têne berhev kirin peyda bike.

Hin serîlêdanên krîstala fotonîkî:

• Neynikên hilbijartî yên resonatorên lazer,
• lazerên bersivê belav kirin,
• Têlên fotonîkî (fîbera krîstal a fotonîk), filament û planar,
• Nîvconduktorên fotonîkî, pigmentên ultra-spî,
• LED-ên bi karbidestiya zêde, Mîkroresonator, Metamaterial - materyalên çepê,
• Testkirina Broadband a cîhazên fotonîkî,
• spektroskopî, interferometrî an tomografya hevrêziya optîkî (OCT) - bi karanîna bandorek qonaxek bihêz.