شبیه سازی کریستال دو بعدی و بررسی اثر شعاع استوانه های دی الکتریک و نوع شبکه کریستال روی دیاگرام باند

به هر ساختاری که ضریب شکست آن به طور متناوب تغییر کند کریستال های فوتونیک گفته می شود. در این ساختار برخی طول موج های نوری اجازه انتشار پیدا می کنند که مدهای مجاز انتشار نامیده می شوند. برخی طول موج ها نیز قادر به انتشار در کریستال فوتونیک نیستند که محدوده آن ها را باند گپ یا شکاف باند فوتونیک می نامند. بهترین روش برای نشان دادن ویژگی های کریستال فوتونیک، ترسیم دیاگرام باندهای انرژی در آنهاست. یکی از مهمترین زمینه های کاربردی کریستال فوتونیک مخابرات نوری می باشد که هنوز در کار با سیگنال های مخابراتی از سیستم های الکترونیکی استفاده می کند که سرعت کار آنها را به شدت پایین می آورد. این مشکل با تمام نوری کردن همه ادوات به کار رفته در این مدارات مرتفع می گردد. یکی از روش های مؤثر در تمام نوری کردن ادوات استفاده از کریستال های فوتونیک با باند گپ مشخص می باشد. بنابراین تنظیم و کنترل باند گپ کریستال های فوتونیک بسیار حائز اهمیت می باشد. در این مقاله یک کریستال دو بعدی با شبکه مربعی شبیه سازی شده و دیاگرام باند با استفاده از روش بسط موج صفحا ای بدست آمده است. سپس با تغییر نوع شبکه، از مربعی به شش ضلعی، اثر تغییر نوع شبکه روی دیاگرام باند بررسی شده است. هم چنین با شبیه سازی کریستال دوبعدی با شبکه مربعی به ازای مقادیر مختلف شعاع استوانه، اثر مقدار شعاع روی دیاگرام باند، بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از استوانه های با شعاع بزرگ منجر به کاهش پهنای باند گپ اول و بروز و افزایش پهنای باند گپ دوم و سوم می شود.

کلیدواژه ها:

کریستال فوتونیک ، دیاگرام باند ، باند گپ ، بسط موج صفحه ای ، شبکه مربعی ، شبکه شش ضلعی