Kristal fotona
téknologi

Kristal fotona

26.05.2022 /

Kristal fotonik nyaéta bahan modéren anu diwangun ku silih ganti sél dasar kalayan indéks réfraktif anu luhur sareng handap sareng ukuran anu dibandingkeun sareng panjang gelombang cahaya tina rentang spéktral anu ditangtukeun. Kristal fonik dipaké dina optoeléktronik. Hal ieu dianggap yén pamakéan kristal photonic bakal ngidinan, contona. ngadalikeun rambatan gelombang cahaya sarta bakal nyieun kasempetan pikeun nyiptakeun sirkuit terpadu fotonik jeung sistem optik, kitu ogé jaringan telekomunikasi kalawan throughput gede pisan (dina urutan Pbit / s).

Pangaruh bahan ieu dina jalur cahaya sarua jeung pangaruh kisi dina gerak éléktron dina kristal semikonduktor. Ku kituna ngaranna "kristal fotonik". Struktur kristal fotonik nyegah rambatan gelombang cahaya dina rentang nu tangtu panjang gelombang di jerona. Lajeng aya nu disebut gap foton. Konsep nyieun kristal fotonik dijieun sakaligus dina 1987 di dua puseur panalungtikan AS.

Eli Yablonovitch di Bell Communications Research di New Jersey parantos ngusahakeun bahan pikeun transistor fotonik. Lajeng anjeunna nyiptakeun istilah "gap pita fotonik". Dina waktos anu sami, Sajeev John ti Universitas Priceton, damel pikeun ningkatkeun efisiensi laser anu dianggo dina telekomunikasi, mendakan jurang ieu. Dina 1991, Eli Yablonovitch nampi kristal fotonik munggaran. Dina 1997, metoda massa pikeun meunangkeun kristal dikembangkeun.

Conto kristal fotonik tilu diménsi sacara alami nyaéta opal, conto lapisan fotonik jangjang kukupu genus Morpho. Tapi, kristal fotonik biasana dijieun sacara artifisial di laboratorium tina silikon, anu ogé porous. Numutkeun strukturna, aranjeunna dibagi kana hiji, dua sareng tilu diménsi. Struktur pangbasajanna nyaéta struktur hiji diménsi. Kristal fotonik hiji-diménsi nyaéta lapisan diéléktrik anu terkenal sareng parantos lami dianggo anu nunjukkeun pantulan anu gumantung kana panjang gelombang cahaya kajadian. Nyatana, éta mangrupikeun eunteung Bragg anu diwangun ku seueur lapisan kalayan indéks réfraktif anu luhur sareng handap. Eunteung Bragg berpungsi sapertos saringan low-pass biasa, ngagambarkeun sababaraha frekuensi nalika ngalangkungan anu sanés. Upami anjeun ngagulung eunteung Bragg kana tabung, anjeun kéngingkeun struktur dua diménsi.

Conto kristal fotonik dua diménsi sacara artifisial nyaéta serat optik fotonik sareng lapisan fotonik, anu, saatos sababaraha modifikasi, tiasa dianggo pikeun alihan sinyal cahaya dina jarak anu langkung pondok tibatan dina sistem optik terpadu konvensional. Ayeuna, aya dua metode pikeun modeling kristal fotonik.

первый - PWM (metode gelombang pesawat) ngarujuk kana struktur hiji sareng dua diménsi sareng ngalibatkeun itungan persamaan téoritis, kalebet persamaan Bloch, Faraday, sareng Maxwell. kadua Métode pikeun modeling struktur serat optik nyaéta métode FDTD (Finite Difference Time Domain), nu diwangun ku ngarengsekeun persamaan Maxwell kalawan gumantungna waktu pikeun médan listrik jeung médan magnét. Hal ieu ngamungkinkeun pikeun ngalakukeun percobaan numerik dina rambatan gelombang éléktromagnétik dina struktur kristal. Dina mangsa nu bakal datang, ieu kedah ngamungkinkeun pikeun ménta sistem photonic kalawan diménsi comparable jeung alat microelectronic dipaké pikeun ngadalikeun cahaya.

Sababaraha aplikasi kristal fotonik:

  • Kaca spion selektif tina rongga laser,
  • Lasers kalawan eupan balik disebarkeun,
  • Serat fotonik (serat kristal fotonik), filamén sareng planar,
  • Semikonduktor fotonik, pigmén ultra-bodas,
  • LEDs kalawan efisiensi ngaronjat, Microresonators, Metamaterials - bahan leungeun kénca,
  • Uji pita lebar alat fotonik,
  • spéktroskopi, interferométri atanapi tomografi kohérénsi optik (OCT) - pamakéan pangaruh fase kuat.

Tambahkeun komentar