بررسي مدهاي نقص در بلورهاي فوتوني گرافن-پايه يك بعدي با ضخامت پله اي

Investigation of defect modes in one-dimensional graphene based graded photonic crystals

در اين مقاله خواص تراگسيل يك بلور فوتوني گرافن-پايه يك بعدي با ضخامت پله اي كه حاوي نقص هم مي باشد، با استفاده از روش ماتريس انتقال مورد مطالعه قرار گرفته است. نشان داده شده است كه دو نوع مد نقص در گاف باندهاي ساختار ايجاد مي شود، نوع اول مد نقص معمولي است كه به علت شكست تناوب شبكه دي الكتريك در گاف باند براگ تشكيل مي شود. نوع ديگر كه در گاف باند القايي گرافن قابل مشاهده است ناشي از شكست تناوب شبكه گرافني است. لذا مد نقص القايي گرافن نامگذاري شده است. مشخصه مدهاي نقص با شرط افزايش پله اي ضخامت لايه ها تحت تابش عمودي در سه حالت مختلف بررسي شده است. نتايج بيانگر اين است كه افزايش ضخامت لايه هايي با ضريب شكست پايين تغييرات محسوستري در فركانس و شدت مدهاي نقص براگ نسبت به افزايش ضخامت لايه هايي با ضريب شكست بالا ايجاد ميكنند. در حاليكه مد نقص القايي گرافن مستقل از تغيير ضخامت لايه هايي با ضريب شكست پايين بوده و تا حدودي وابسته به افزايش ضخامت لايه هايي با ضريب شكست بالا ميباشد.

In this paper the transmission properties of a defective one-dimensional graphene based photonic crystal with three cases of chirping structures have been investigated using the transfer matrix method. It is shown that two kinds of the defect modes can be found in the band gaps of the structure. One kind is the traditional defect mode which is created in the Bragg gaps of the structure and is due to the breaking of the periodicity of the dielectric lattice. The other one is created in the graphene induced band gap. Such a defect mode which we call it graphene induced defect mode (GIDM) is due to the breaking of the periodicity of the graphene lattice. The characteristics of defect modes have been studied and compared under the condition of linearly chirping structures for three cases at normal incidence. Our investigations reveal that low refractive index layer increasing results in noticeable variations in frequency and intensity of defect modes than high refractive index layer increasing, whereas GIDM is independent from variation of the low refractive index layer’s thickness and nearly depends on the increasing of the high refractive index layer.