Введение 3
Глава 1. Фотонные кристаллы 5
1.1. Основные понятия 5
1.2. Характеристики фотонных кристаллов 8
1.3. Аналогия с физикой твердого тела и фотонные
запрещенные зоны 11
1.4. Изготовление фотонных кристаллов 12
1.5. Применение фотонных кристаллов 20
Глава 2. Спектры пропускания фотонного кристалла с дефектом инверсии 23
Результаты и выводы 31
Список литературы 32
Фотонные кристаллы - это искусственные структуры с периодически изменяющимся относительным показателем преломления материала (диэлектрической проницаемостью). В таких структурах свет ведёт себя, в общем случае, отлично от однородной среды. Лучше всего эффект проявляется при периодах неоднородности, сравнимых с длинной волны распространяющегося в кристалле света. Также можно говорить о возможности брэгговской дифракции света. В зависимости от того, по скольким направлениям происходит периодическое изменение свойств материала, различают одномерные, двумерные и трёхмерные фотонные кристаллы. Фотонные кристаллы позволяют управлять большим числом параметров распространения света в структуре, что является одной из необходимых задач в условиях современного развития технологий. Активно развиваются области науки и техники, связанные с квантовыми вычислениями, в которых для работы с информацией используются неклассические свойства объектов, вычисления производятся за счёт изменения квантового состояния частиц.
При этом возможно использование фотонов в качестве носителей информации, и, соответственно, необходимы логические элементы, позволяющие работать с оптическим излучением, и их интеграция в вычислительные системы, в том числе объединение с электроникой, а также с другими типами квантовых вычислительных устройств. Фотонные кристаллы могут выполнять все эти задачи, и, кроме того, могут быть реализованы на уже сформированной на сегодняшний момент материально-технической базе электроники. А развитие технологий делает это направление ещё более перспективным.
Целью данной работы является: Получение спектра пропускания в фотонно-кристаллической структуре с дефектом инверсионного типа. Для этого нам нужно решить следующие задачи:
• Рассчитать передаточную матрицу для периода структуры
• Провести анализ и сравнение спектров пропускания бездефектной ФКС и с дефектом инверсии
В ходе данной работы были решены следующие задачи:
• Была рассчитана передаточная матрица для периода структуры
• Был проведен анализ и сравнение спектров пропускания бездефектной ФКС и с дефектом инверсии.
Таким образом был получен спектр пропускания фотоннокристаллической структуры с дефектом инверсии. В фотонной запрещенной зоне одномерного фотонного кристалла с одиночным дефектом инверсионного типа, при условии равных оптических толщин слоев, дефектная мода всегда располагается в середине запрещенной зоны, сдвиг дефекта от середины структуры к краям приводит к снижению пропускания в дефектной моде. У структуры с высоким показателем диэлектрической проницаемости слоев дефекта ширина минизон пропускания шире, чем у структуры с низким значением диэлектрической проницаемости в области дефекта.
