نویسندگان

1 پژوهشکده فیزیک کاربردی و ستاره‌شناسی، دانشگاه تبریز، تبریز

2 گروه فیزیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شبستر، شبستر

چکیده

در این مقاله، بلورهای فوتونی تابعی را که در آنها ثابت دی‌الکتریک مراکز پراکندگی (میله‌ها) تابعی از مکان است، مورد مطالعه قرار داده‌ایم. شبکه مورد بررسی هگزاگونال بوده و سطح مقطع میله‌ها نیز دارای تقارن دایروی است که در زمینه هوا قرار گرفته‌اند. ساختار نوار فوتونی در هر دو قطبش الکتریکی و مغناطیسی برای امواج الکترومغناطیس محاسبه شده و نتایج به دست آمده وجود نواحی ممنوعه بسامدی (گاف نوار فوتونی) را نشان می‌دهند. فرض می‌شود که میله‌های دی‌الکتریک از مواد کر تشکیل یافته‌اند. بنابراین با در نظر گرفتن توزیع‌های متفاوت شدت نور، صورت‌های مختلفی برای تابعیت مکانی ثابت دی‌الکتریک میله‌ها حاصل خواهد شد. اثر ضریب تابع (متناسب با ضریب کر) بر روی ساختارهای نوار فوتونی به طور نظری بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که پهنا و تعداد گاف‌های نوار فوتونی در بلورهای فوتونی تابعی نسبت به بلورهای فوتونی مرسوم قابلیت کنترل پذیری بیشتری دارند و می‌توانند در طراحی ابزارهای نوری بسیار مفید باشند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Influence of optical Kerr coefficient on photonic band structures of hexagonal-lattice function photonic crystals

نویسندگان [English]

  • B Rezaei 1
  • A Sedghi 2

چکیده [English]

In this paper, we have studied the photonic band structure of function photonic crystals in which the dielectric constant of the scattering centers (rods) is a function of space coordinates. The under-studied lattice is hexagonal and cross section of rods has a circular symmetry embedded in the air background. Photonic band structures for both electric and magnetic polarizations of the electromagnetic waves are calculated. The obtained results show the existence of the forbidden frequency region (photonic band gap). It is considered that the dielectric rods are made of the Kerr type materials. Therefore, by considering different distributions of light intensity, different function forms will be obtained for the dielectric constants of rods, which are called function photonic crystals. The influence of the function coefficient (corresponding to the Kerr coefficient) on photonic band structures has been theoretically investigated. The results show that the width and number of photonic band gaps are more controllable than the conventional photonic crystals. These results can be very useful in designing the optical devices.

کلیدواژه‌ها [English]

  • function photonic crystals
  • Kerr coefficient
  • photonic band structure
  • photonic band gap

1. S John, Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 2486. 2. M Imada, S Noda, A Chutinan, T Tokuda, M Murata, and G Sasaki, Appl. Phys. Lett. 75 (1999) 316. 3. A R McGurn and A A Maradudin, Phys. Rev. B 48 (1993) 17576. 4. M A Ustyantsev, L F Marsal, J Ferre-Borrull, and J Pallares, Opt. Commun. 260 (2006) 583. 5. T Ito and K Sakoda, Phys. Rev. B 64 (2001) 045117 (8). 6. A R Bananej, and M Asadian-Fard-Jahromi, Iranian J. Phys. Res. 16, 3 (2016) 87. 7. V A Tolmachev, Optics and Spectroscopy 99 (2005) 765. 8. H M van Driel et al., “Tuning of 2-D Silicon Photonic Crystals”, Mat. Res. Soc. Symp. Prc. (MRS) (2002) 722. 9. R Wang, X-H Wang, B-Y Gu, and G-Z Yang, J. Appl. Phys. 90 (2001) 4307. 10. B Rezaei, T Fathollahi Khalkhali, A Soltani Vala, and M Kalafi, Opt. Commun. 282 (2009) 2861. 11. S Johnson and J Joannopoulos, Opt. Express 8 (2001) 173. 12. B Rezaei and M Kalafi, Opt. Commun. 266 (2006) 159. 13. B Rezaei and M Kalafi, Mater. Sci. Semicond. Process. 10 (2007) 159. 14. J-J Li, Z-Y Li, D-Z Zhang, Phys. Rev. E 75 (2007) 056606 (7). 15.M Hosseini Farzad and N Yazdanpanah, Iranian J. Phys. Res. 9, 4 (2010) 349. 16. J B Pendry, J. Phys. 8 (1996) 1085. 17. J Arriaga, A J Ward, and J B Pendry, Phys. Rev. B 59 (1999) 1874. 18. J Yuan and Y Y Lu, J. Opt. Soc. Am. A 23 (2006) 3217. 19. J Yuan and Y Y Lu, Opt. Commun. 273 (2007) 114. 20. A Sedghi and B Rezaei, Appl. Opt. 55 (2016) 9417. 21. A A Sedghi, Iranian J. Phys. Res. 18, 1 (2018) 13. 22. X J Liu et al., Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures 85 (2017) 227.‌ 23. K M Ho, C T Chan, and C M Soukoulis, Phys. Rev. Lett. 65 (1990) 3152. 24. M Plihal and A A Maradudin, Phys. Rev. B 44 (1991) 8565. 25. K Busch and S John, Phys. Rev. E 58 (1998) 3896. 26. R W Boyd, “Nonlinear Optics”, Acad. Press (2010) 207.

تحت نظارت وف بومی