Photonic nga kristal

Ang photonic nga kristal usa ka moderno nga materyal nga gipuli-pulihan sa elementarya nga mga selyula nga adunay taas ug ubos nga refractive index ug mga sukat nga ikatandi sa wavelength sa kahayag gikan sa gihatag nga spectral range. Ang mga kristal nga phonic gigamit sa optoelectronics. Gituohan nga ang paggamit sa usa ka photonic nga kristal magtugot, pananglitan. aron makontrol ang pagkaylap sa usa ka light wave ug maghimo mga oportunidad alang sa paghimo sa mga photonic integrated circuit ug optical system, ingon man mga network sa telekomunikasyon nga adunay dako nga bandwidth (sa han-ay sa Pbps).

Ang epekto niini nga materyal sa dalan sa kahayag susama sa epekto sa usa ka grating sa paglihok sa mga electron sa usa ka semiconductor kristal. Busa ang ngalan nga "photonic crystal". Ang istruktura sa usa ka photonic nga kristal nagpugong sa pagpadaghan sa mga light wave sa sulod niini sa usa ka piho nga mga wavelength. Unya ang gitawag nga photon gap. Ang konsepto sa pagmugna og mga photonic nga kristal gimugna dungan niadtong 1987 sa duha ka sentro sa panukiduki sa US.

Si Eli Jablonovich sa Bell Communications Research sa New Jersey nagtrabaho sa mga materyales alang sa photonic transistors. Niadtong panahona iyang gimugna ang termino nga "photonic bandgap". Sa parehas nga oras, si Sajiv John sa Prieston University, samtang nagtrabaho aron mapauswag ang kahusayan sa mga laser nga gigamit sa telekomunikasyon, nakadiskobre sa parehas nga gintang. Niadtong 1991, si Eli Yablonovich nakadawat sa unang photonic nga kristal. Niadtong 1997, usa ka pamaagi sa masa alang sa pagkuha sa mga kristal ang naugmad.

Usa ka pananglitan sa usa ka natural nga nahitabo nga three-dimensional nga photonic nga kristal mao ang opal, usa ka pananglitan sa photonic layer sa pako sa usa ka alibangbang sa genus Morpho. Bisan pa, ang mga kristal nga photonic sagad gihimo nga artipisyal sa mga laboratoryo gikan sa silicon, nga porous usab. Sumala sa ilang istruktura, gibahin kini sa usa, duha ug tulo-ka-dimensional. Ang pinakasimple nga istruktura mao ang usa ka dimensyon nga istruktura. Ang one-dimensional nga mga kristal nga photonic kay ilado ug dugay nang gigamit nga mga dielectric layer, nga gihulagway pinaagi sa usa ka reflective coefficient nga nagdepende sa wavelength sa insidente nga kahayag. Sa tinuud, kini usa ka salamin sa Bragg, nga gilangkuban sa daghang mga lut-od nga adunay alternating taas ug ubos nga mga indeks sa refractive. Ang salamin sa Bragg naglihok sama sa usa ka regular nga low pass filter, ang pipila nga mga frequency gipakita samtang ang uban gipasa. Kung imong i-roll ang salamin sa Bragg sa usa ka tubo, makakuha ka usa ka duha-ka-dimensional nga istruktura.

Ang mga pananglitan sa artipisyal nga gibuhat nga duha-ka-dimensional nga mga kristal nga photonic mao ang mga photonic optical fibers ug photonic layers, nga, pagkahuman sa daghang mga pagbag-o, magamit aron mabag-o ang direksyon sa usa ka light signal sa mga distansya nga labi ka gamay kaysa sa naandan nga integrated optics system. Sa pagkakaron adunay duha ka mga pamaagi alang sa pagmodelo sa mga kristal nga photonic.

первый – PWM (plane wave method) nagtumong sa usa ug duha ka dimensyon nga mga istruktura ug naglangkob sa kalkulasyon sa theoretical equation, lakip ang Bloch, Faraday, Maxwell equation. Ikaduha Ang pamaagi sa pagmodelo sa mga istruktura sa fiber optic mao ang FDTD (Finite Difference Time Domain) nga pamaagi, nga naglangkob sa pagsulbad sa mga equation ni Maxwell nga adunay pagsalig sa panahon alang sa electric field ug magnetic field. Kini nagpaposible sa paghimo sa numerical nga mga eksperimento sa pagpadaghan sa electromagnetic waves sa gihatag nga kristal nga mga istruktura. Sa umaabot, kini kinahanglan nga mahimo nga posible nga makakuha og mga photonic system nga adunay mga sukat nga ikatandi sa mga microelectronic nga aparato nga gigamit aron makontrol ang kahayag.

Pipila ka mga aplikasyon sa photonic kristal:

• Pinili nga mga salamin sa laser resonator,
• gipang-apod-apod nga feedback laser,
• Photonic fibers (photonic crystal fiber), filament ug planar,
• Photonic semiconductors, ultra-puti nga mga pigment,
• Ang mga LED nga adunay dugang nga kahusayan, Microresonators, Metamaterials - wala nga mga materyales,
• Broadband testing sa photonic device,
• spectroscopy, interferometry o optical coherence tomography (OCT) - gamit ang kusog nga epekto sa hugna.