نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی: 4697-19395، تهران ـ ایران
2 پژوهشکدهی فوتونیک و فناوریهای کوانتومی، پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 14155-1339، تهران ـ ایران
چکیده
در این تحقیق یک بلور فوتونی دو بعدی با شبکه مثلثی شامل حفرههای هوا، پر شده با بلور مایع در زمینه سیلیکون مورد بررسی قرار میگیرد. با استفاده از روش بسط موج تخت و روش تفاضلهای متناهی در حوزه زمان، ساختار نواری فوتونی، منحنی فرکانسی ثابت و نحوه توزیع میدان به ازای پارامترهای مختلف ساختاری بررسی میشود. در ادامه با توجه به مطالعات انجام شده و به ازای پارامترهای بهینه، طراحی ساختار به گونهای انجام میشود که در یک ناحیه فرکانسی نسبتاً وسیع، این بلور فوتونی از خود رفتاری مشابه با ساختاری با ضریب شکست منفی نشان میدهد. خاصیت ضریب شکست منفی در این نوع ساختارها باعث میشود تا در یک محدوده فرکانسی خاص ((πc/α2)2700/0-(πc/α2)3131/0)، هنگامی که یک منبع نور در یک سمت بلور فوتونی قرار داده شود، تصویر آن در سوی دیگر بلور فوتونی تشکیل میشود. در آخرین مرحله اثر اعمال ولتاژ خارجی بر بلورهای مایع مورد بررسی قرار گرفت. نتایج شبیهسازیها نشان داد که اعمال میدان الکتریکی خارجی باعث تغییر ضریب شکست بلور و خواص نوری آن میشود و از این تغییرات میتوان برای کوکپذیر کردن خاصیت ضریب شکست منفی استفاده کرد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Creating tunable negative refractive effect in two-dimensional photonic crystals composed of liquid crystal infiltrated air holes in Si background
نویسندگان [English]
- A. Gharaati 1
- Z. Zareian 1
- T. Fathollahi Khalkhali 2
1 Department of Physics, Payame Noor University (PNU), P.O.Box: 19395-4697, Tehran – Iran
2 Photonics and Quantum Technology Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 1339-14155, Tehran - Iran
چکیده [English]
In this study, we have considered a two-dimensional triangular lattice photonic crystal composed of liquid crystal infiltrated air holes in Si background. Then, we investigate the band structure, equifrequency contours, and the field intensity distribution for different values of structural parameter; using plane wave expansion and finite-difference time-domain methods. In the following, it is found that for the optimum values of geometrical parameters the structure represents a similar behavior with a system with a negative refractive index for a relatively wide frequency range. The negative refractive index causes that in a specified frequency width, the image of a light source appears perfectly on another side of the designed photonic crystal. In the end, the effect of an externally applied voltage on liquid crystals is studied. Our simulations reveal that applying the external electric filed changes the refractive index of structure and can be used for tuning the negative refractive effect.
کلیدواژهها [English]
- Photonic crystal
- Negative refractive effect
- Plane wave method
- Finite-difference time-domain method