شبیه سازی انتشار نور در بلورهای فوتونیکی فلزی با استفاده از روش عناصر مرزی

بلور فوتونیکی فلزی، از آرایه ای از میله های فلزی تشکیل شده است که کاربرد وسیعی در فوتونیک دارد. در این پایان نامه بعد از بررسی پراش موج از یک یا چند میله ی فلزی، با در نظر گرفتن تابع پاشندگی فلزات، نوار ممنوعه ی یک بلور فوتونیکی فلزی دو بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس تأثیر برخی عوامل مانند، طول موج و عامل پرشدگی، روی رفتار مجموعه ای از میله ها بررسی شده است و با مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج گزارش شده در مقالات، اطلاعات بررسی شده مورد تأیید قرار گرفته است. علاوه بر آن، نشان داده شده است که با حذف برخی از میله ها از درون یک ساختار کامل بلور فوتونیکی، یک یا چند مد تشدید، که به آن ها مدهای مشخصه ی نقص گفته می شود، تشکیل می شود که بعد از شبیه سازی توزیع توان دوم اندازه ی میدان، مرتبه ی مدهای مشخصه برای هر ساختار بررسی شده است و این مسئله که مدهایی با بسامدهای بیشتر، مرتبه های بالاتری را دارا هستند، تأیید گردیده است. در ادامه، تأثیر تغییر در چیدمان میله ها، تعداد میله ها، تغییر در شکل نقص و هرگونه جابجایی در محل نقص، روی مدهای مشخصه ی نقص، مورد مطالعه قرار گرفته است و بعد از محاسبه ی ضریب کیفیت مد تشدید در یک ساختار مشخص، راهکارهایی به منظور بهبود ضریب کیفیت بلور فوتونیکی فلزی، ارائه شده است. از مزایای این روش می توان به طراحی ساختاری که موقعیت نوار ممنوعه ی فوتونیکی آن در محدوده ی امواج میکروموج است، اشاره کرد. با توجه به آنکه روش عناصر مرزی به منظور شبیه سازی مسائل در این پژوهش انتخاب شده است، زمان انجام محاسبات کاهش و دقت افزایش یافته است.