مطالعه حالت های سطحی تشکیل شده در بلورهای فوتونی دوبعدی و بررسی خواص موجبری آن ها

در سال های اخیر بلورهای فوتونی به خاطر خواص جالبشان در کنترل انتشار امواج الکترومغناطیسی مورد توجه زیادی قرارگرفته اند. به طوری که از آنها در ساخت قطعات فوتونی خصوصا در مدارهای مجتمع فوتونی استفاده های زیادی شده است. بلورهای فوتونی، ساختارهای دی الکتریک متناوب هستند که بطور مصنوعی ساخته می شوند و در تشابه با نیمه هادی ها دارای یک ناحیه ممنوعه فرکانسی می باشند که نوار گاف فوتونی نامیده می شوند. خواص جالب بلورهای فوتونی ناشی از وجود همین ناحیه ممنوعه فرکانسی است. هر گاه تناوب ضریب دی الکتریک در دو جهت باشد، بلور فوتونی دو بعدی است. با ایجاد نقص در بلور فوتونی می توان مدهای منتشر شونده ای را در گاف فرکانسی ایجاد کرد. وقتی که یک بلور فوتونی بی نهایت ایده آل قطع می گردد، امواج سطحی جایگزیده می تواند در سطح قطع شده بلور فوتونی نمیه بی نهایت ظاهر گردد. این مدها، میدان های الکترومغناطیسی هستند که، بردار موج شان مختلط هستند که، منجر به این می شود که موج، در جهات عمود بر صفحه جداکننده محیط همگن و بلور فوتونی و به سمت دور شدن از این صفحه بصورت نمایی میرا گردد. در این پایان نامه مدهای سطحی بلورهای فوتونی دو بعدی با ساختارهای مربعی، مثلثی و لانه زنبوری(بلور فوتونی گرافینی) مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی مدهای سطحی از روش ابرسلول بر مبنای روش بسط موج تخت استفاده شده است. علاوه بر این توزیع فضایی میدان برای مدهای سطحی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که موقعیت مدهای سطحی به پارامترهای فیزیکی نقص بستگی دارد و همین طور این مدها خواص موجبری دارند. همچنین نتایج نشان می دهد بدلیل پیکربندی مختلف بلورهای گرافینی، مدهای سطحی متنوعی بدست می آید. بررسی پاشندگی مدهای سطحی در لبه ی زیگزاگی بلورفوتونی گرافینی، نشان می دهد که می توان مدهای سطحی با سرعت گروه کم را بدست آورد.