اثر ارتفاع بره بلورهاي فوتوني دوبعدي بر عرض گاف نوري

The effect of slab height on the band gap width in 2D photonic crystal slabs

در اين مقاله اثر تغييرات ارتفاع بره بلورهاي فوتوني دو بعدي بر عرض گاف نوري براي ساختارهاي مثلثي ، مربعي و لانه زنبوري بررسي شده است. ساختار باند يك بلور نوري دو بعدي با ارتفاع محدود از طريق بسط بر پايه مدهاي هدايت شده يك موجبر موثر محاسبه شده است. عمده تفاوت اين بلورها با بلورهاي دوبعدي، وجود مخروط نوري است كه ايجاد باند گاف كامل را در آنها غير ممكن مي سازد ولي هنوز هم گافي در مدهاي هدايت شده بلور ايجاد مي شود كه عرض آن به عوامل متعددي از جمله تقارن، نوع شبكه و ارتفاع بره بستگي دارد. در اينجا پس ازبهينه كردن باند گاف دوبعدي در اين ساختارها براي قطبش TE، تاثير ارتفاع بره بر روي عرض گاف نوري در مدهاي هدايت شده در قطبش شبه -TE مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه با افزايش ارتفاع بره، مدهاي هدايت شده بيشتري در زير مخروط نوري نمايان مي شوند و مدها به طرف فركانسهاي پايينتر جابجا مي شوند. همچنين نشان داده شده است كه نسبت عرض گاف به مركز گاف در يك ارتفاع خاصي از بره بيشينه مي شود كه اين گاف براي شبكه مثلثي بيشترين مقدار را بدست مي دهد

Here the effect of the slab height on the band gap width in 2D-Photonic crystal slabs (PCS) in triangular , square and honeycomb lattices is analyzed. The band structure of a photonic crystal with finite height is calculated using the expansion on the basis of truly guided modes in an effective waveguide. The most important feature which makes PCSs different from 2D-PCs is the concept of the light cone which forbids the crystal of having any complete band gap. The existence of light cone forbids the crystal of supporting any complete band gap but still retain the band gap in guided modes its width depends on several factors such as the symmetry, the lattice and the height of the slab. After optimizing the filling factor to obtain the largest photonic band gap of TE polarization for 2D photonic crystal, the photonic band gap width dependence on the height of the slab is studied for TE like modes. The numerical results show that by increasing the height of the slab, more guided modes appear in the outside area of the light cone and the modes are shifted to lower frequencies. Also it has been shown that the gap-midgap ratio has a maximum while increasing the slab height and the triangular lattice structure has the largest one.