بلورهای فوتونی

امتیاز کاربران

ستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعال
 

بلورهای فوتونی (Photonic crystal) به هر ساختاری که ضریب شکست آن به طور متناوب تغییر کند، گفته می شود. اگر این تکرار در یک بعد باشد به بلور تشکیل شده، بلورهای فوتونی یک بعدی می گوییم. تکرار ساختار متناوب در دو و سه بعد نیز بلورهای فوتونی دو و سه بعدی را بوجود خواهد آورد. این ساختارها در واقع دوگان بلورهای نیمه هادی هستند. در واقع این موضوع از مشابهت معادله شرودینگر در فیزیک حالت جامد و معادله هلمهولتز در الکترومغناطیس ناشی می‌شود.

 

 

ضریب شکست همان نقشی را در معادله هلمهولتز بازی می‌کند که پتانسیل الکتریکی در معادله شرودینگر. بنابراین عملکرد بلورهای فوتونی (ساختارهای با ضریب شکست متناوب) در برابر فوتون‌ها مشابه عملکرد بلورهای نیمه هادی (ساختارهای با پتانسیل الکتریکی متناوب)در برابر الکترون‌ها است.

بلورهای فوتونی ساختارهای متناوب در اندازه نانومتر یا میکرومتر هستند و بدین منظور طراحی شده اند تا حرکت فوتون ها را تحت تاثیر قراد دهند. همانند کاری که کریستال های نیمه رسانا با الکترون ها انجام می دهند. بلورهای فوتونی در اشکال و خواص مختلف وجود دارند و از 100 سال پیش مطالعه بر روی آن ها شروع شده است.

معرفی بلورهای فوتونی ساختار های نانومتری متناوبی هستند که یا دی الکتریک و یا فلز-دی الکتریک هستند که مسیر حرکت موج الکترومغناطیسی را تحت تاثیر قرار می دهند. به همان روشی که پتانسیل های متناوب در نیم رسانا هاحرکت الکترون ها را با ایجاد نوار های انرژی ممنوعه و مجاز تحت تاثیر قرار می دهند.اساس کار فوتونیک کریستال ها بر اساس تغییر درونی ضریب شکست به صورت کم و زیاد در درون کریستال می باشد. انتشار فوتون در داخل این ساختار ها به طول موج آنها بستگی دارد. طول موج هایی از نور که اجازه انتشار پیدا می کنند مد نامیده می شوند.وگروهی از مدهای انتشار یافته باند تشکیل می دهند. باندهای غیر مجاز فوتونیک کریستال باند گپ یا باند ممنوعه نامیده می شوند.