اثر غیرخطی بودن مواد روی نوار ممنوعه برای مدهای TE و TM در شبکه‌های مربعی و مثلثی

مکاری, مجتبی; شهامت, یداله; علامت‌ساز, محمد حسن; بابایی‌بروجنی, علی اکبر; معینی, حسین

doi:10.29252/ijpr.18.3.495

اثر غیرخطی بودن مواد روی نوار ممنوعه برای مدهای TE و TM در شبکه‌های مربعی و مثلثی

نویسندگان

مجتبی مکاری ¹

یداله شهامت ²

محمد حسن علامت‌ساز ³

علی اکبر بابایی‌بروجنی ³

حسین معینی ³

¹ گروه فیزیک، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء(ص) بهبهان، بهبهان

² گروه فیزیک، دانشگاه شیراز، شیراز

³ دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

https://doi.org/10.29252/ijpr.18.3.495

چکیده

در این مقاله ما با استفاده از روش تفاضل محدود در زمان (FDTD)
و شرایط مرزی PML
باندهای ممنوعه فوتونیکی را برای شبکه‌های مربعی و مثلثی که شامل حفره‌های هوا در ماده دی‌الکتریک هستند، در دو مد TE وTM
بررسی و مقایسه کرده‌ایم. همچنین اثر غیرخطی بودن زمینه بلور فوتونی در باندهای ممنوعه فوتونیکی بررسی‌ شده و با نتایج حالت خطی مقایسه شده است. مقایسه طیف عبوری حالت خطی و غیرخطی بلور، نشان دهنده انتقال به سرخ در کمینه انتقال برای هر دو شبکه مثلثی و مربعی است.

کلیدواژه‌ها

بلورهای فوتونی

مواد غیرخطی

نوارها ممنوعه

مدهای TE و TM

عنوان مقاله English

The effect of material nonlinearity on the band gap for TE and TM modes in square and triangular lattices

نویسندگان English

M Mokari-Behbahan ¹

Y Shahamat ²

M H Alamatsaz ³

A A Babaei-Brojeny ³

H Moeini ³

چکیده English

In this article, by using the method of finite difference time domain (FDTD) and PML boundary conditions, we have studied the photonic band gaps for TE and TM modes in square and triangular lattices consisting of air holes in dielectric medium and compared the results. In addition, the effect of nonlinearity of the photonic crystal background on the photonic band gaps and comparison with the results of the linear case (holes in a background medium with linear dielectric constant) has been presented. Comparison of the transmission spectrums in linear and nonlinear cases shows a red shift in minimum transmission for both triangular and square lattices.

کلیدواژه‌ها English

photonic crystals

nonlinear materials

band gaps

TE and TM modes

1. J D Joannopoulus, R D Meade, and J N Winn, “Photonic Crystals: Molding the Flow of Light.”, Princeton University Press, Princeton, NJ. (1995).
2. R M De La Rue and T F Krauss, Progress in Quantum Electron. 23 (1999) 51.
3. R M De La Rue, Optical and Quantum Electronics 34 (2002) 417.
4. P Yu, J Topolancik, and P Bhattacharya, IEEE Journal of Quantum Electronics 40 (2004) 1417.
5. K Yasumoto, “Electromagnetic Theory and Applications for Photonic Crystals”, Taylor & Francis, Boca Raton, FL. (2006).
6. S John, Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 2486.
7. E Yablonovoitch, Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 2059.
8. I S Maksymov and L F Marsal, Opt. Commun 248 (2005) 469.
9. R M Joseph and A Taflove, IEEE Trans. on Antennas Propagation 45, 3 (1997) 364.
10. H Y Ryu et al., Phys. Rev. B 59 (1999) 5463.