عنوان

بررسی حالت های جایگزیده در بلورهای فوتونی نامتجانس

Number

‭۷۶۹۰پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی حالت های جایگزیده در بلورهای فوتونی نامتجانس

First Statement of Responsibility

/محسن مهرابی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فیزیک

Name of Manufacturer

، فرخی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۹۷‬ص.‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

فیزیک - حالت جامدوالکترونیک

Date of degree

‮‭۱۳۸۹/۱۱/۱۲‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

در دهه های اخیر بلورهای فوتونی مورد توجه بسیار زیادی قرار گرفته‌صاند و نوید بخش تحولات عظیم مخصوصا در زمینه صنعت مخابرات و ارتباطات می باشند و انتظار می-رود که در آینده ای نه چندان دور شاهد تحولات شگرف) مشابه تحولات بوجود آمده در زمان کشف نیمرساناها (در زمینه قطعات اپتوالکتریک باشیم .فصل مشترک موجود در بلورهای فوتونی نامتجانس که ازاتصال دو بلور فوتونی با پارامترهای فیزیکی و تقارن هندسی متفاوت تشکیل شده‌صاند) مانسته اپتیکی نیمرساناهای نامتجانس (دارای ویژگی های جالب توجهی می-باشند، به عنوان مثال این بلورها می توانند در صورت دارا بودن برخی شرایط امواج الکترومغناطیسی را در فصل مشترکشان جایگزیده نمایند .منظور از حالت های جایگزیده آن حالت هایی هستند که در منطقه ممنوعه فرکانسی مشترک دو بلور قرار دارند و به این ترتیب امواج در هیچکدام از این دو بلور نمی توانند منتشر شوند و درنتیجه در راستای عمود بر فصل مشترک دو بلور فوتونی میرا می شوند و با توجه به اینکه بردار موج آنها مولفه‌صای در راستای فصل مشترک دو محیط دارد در این راستا منتشر می شوند) مد جایگزیده(، و به همین خاطر فصل مشترک موجود در بلورهای فوتونی نامتجانس می-تواند به عنوان یک موجبر عمل نماید .در این پایاننامه به لحاظ اهمیت حالت‌صهای جایگزیده در بلورهای فوتونی ابتدا به بررسی این حالت-ها در فصل مشترک موجود در یک بلور فوتونی نامتجانس یک بعدی و سپس در بلورهای فوتونی نامتجانس دوبعدی شامل شبکه‌صهای مربعی-صمربعی، مربعی-صمثلثی و مثلثی-صلانه زنبوری پرداخته شده‌صاست .به منظور محاسبه حالت‌صهای جایگزیده در بلورهای فوتونی نامتجانس از روش ابرسلول بر پایه بسط موج تخت استفاده می‌صشود .روند کلی کار به این شرح است که ابتدا با بدست آوردن ساختار باند مصور هر یک از دو بلور فوتونی تشکیل دهنده بلور فوتونی نامتجانس، از وجود منطقه ممنوعه فرکانسی در آنها اطمینان حاصل کرده و سپس با استفاده از روش ابرسلول ساختار باند اتصال نامتجانس نیز محاسبه شده و از طریق مقایسه آن با ساختارهای باند مشترک، موقعیت فرکانسی حالت‌صهای بین سطحی که در منطقه ممنوعه فرکانسی مشترک دو بلور قرار دارند بدست آمده است .مطالعه توزیع فضایی میدان نظیر مدهای حالت‌صهای بین سطحی نشان می‌صدهد که اتصال دو بلور فوتونی می‌صتواند به عنوان موجبر عمل نماید یکی از ساختارهای مورد بررسی در این پایاننامه بلور فوتونی نامتجانس دوبعدی متشکل از آرایه مثلثی از میله‌صهای دی الکتریک و آرایه لانه زنبوری از حفره‌صهای هوا می باشد، نتایج محاسبات انجام شده نشان می‌صدهد که برخلاف نتایج گزارش شده توسط چان‌صیانگ جان و همکاران مبنی بر اینکه برای قطبش در فصل مشترک موجود در این بلور سه حالت جایگزیده وجود دارد، در فصل مشترک این بلور تنها یک حالت جایگزیده بین سطحی به صورت تک مد و با پاشندگی کم وجود دارد .بلور فوتونی نامتجانس دوبعدی متشکل از اتصال دو بلور فوتونی با تقارن هندسی مربعی که به ترتیب شامل میله‌صهای دی الکتریک و حفره‌صهای مربعی چرخیده می‌صباشند نیز مورد بررسی قرار گرفته است، نتایج نشان می‌صدهد که در فصل مشترک این دو بلور دو حالت جایگزیده بین سطحی با پاشندگی نسبتا کم وجود دارد، همچنین نتایج محاسبات عددی نشان می‌صدهد که میزان چرخش حفره های مربعی در تعیین حدود منطقه ممنوعه فرکانسی مشترک دو بلور تاثیر-گذار می‌صباشند .

Text of Note

Photonic crystals which have very broad application prospects in optics (for example in telecommunications and communications industry), have become one of the most popular topics in recent decades. It is expected that we will soon witness remarkable developments (similar developments occurred during semiconductor detection) in optoelectronic devices. The interface between two photonic crystals with different physical or geometrical parameters, which can be called a photonic crystal heterostructure (optical similar of semiconductor heterostructure), have interesting features such as producing guided modes in the interface between two lattices and provides a new way to localize electromagnetic waves. The interface guided modes are characterized by decaying fields in direction away from the interface plane, in other words because this modes are in forbidden frequency zone of both photonic crystals they localized at interface and therefore it can be regarded as a waveguide. In this thesis, in order to get insight into localized states in photonic crystals, we consider 1D photonic crystal heterostructure and then move to 2D photonic crystal heterostructure comprising two-dimensional square-square, square-triangular and triangular-honeycomb lattices. The localized interface states can be characterized numerically by useing of the plane-wave expansion method in combination with a supercell technique. In order to determine this states at first the projected frequency bands of both primarily photonic crystals and their heterostructure are calculated and then by comparing this obtained projected band the frequency situation of localized states are clarified. Field distributions of these modes showed that the junction of two photonic crystals in heterostructure can be considered as a waveguide. One of the structures that have been investigated in this thesis is a heterostructure which is composed of two semi-infinite photonic crystals consist of a triangular array of circular air holes in homogeneous dielectric and a honeycomb of circular dielectric rods in air. Our results showe that at the junction of this heterostructure there is only one guided interface mode with low dispersion, in contrary with those results reported by Guan et al who found three guided interface modes

مهرابی، محسن

سلطانی والا،علی، استادراهنما

کلافی،منوچهر، استادراهنما

بروستانی،جمال، استادمشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی