كنترل ساختار باند بلورهاي فوتونيكي يك‌بعدي با استفاده از ويژگي غيرخطي لايه‌ها

در اين مقاله ساختار باند يك بلور فوتونيكي يك‌بعدي متشكل از دي ­الكتريك­هاي دولايه (لايه اول خلأ و لايه دوم از جنسZnSe است) با استفاده از روش ماتريس انتقال محاسبه شد. سپس، ساختار باند بلور فوتونيكي با در نظر گرفتن ويژگي غيرخطي لايه­ها و شدت بالاي ميدان تابشي براي مقادير مختلف محاسبه گرديد. تغييرات ضرايب شكست هر يك از لايه­ ها در ضرايب گذردهي الكتريكي آن­ها اعمال شد. چون ضرايب عبور و بازتاب بلور به ضرايب گذردهي الكتريكي لايه­ ها بستگي دارند، با تغيير ضرايب گذردهي الكتريكي لايه ­ها، ساختار با­ند بلور هم تغيير كرد. نتايج نشان دادند كه با افزايش شدت نورتابشي، پهناي فركانسي شاخه­ هاي گاف باند كاهش يافته و در هر دو قطبش TE و TM اندكي به سمت فركانس­هاي پايين­تر شيفت يافتند. نتايج همچنين نشان دادند كه شاخه­ هاي گاف باند جديد در فركانس­هاي بالاتر ظاهر مي­شود. اين امر نشان مي­دهد كه ساختار باند بلور به وسيله شدت ميدان تابشي قابل‌كنترل است. به‌منظور نشان دادن عملي اين توانايي براي اپتيك غيرخطي، ساختار باند بلور اشاره‌شده در دو حالت خطي و غيرخطي به‌صورت تابعي از شدت ميدان تابشي محاسبه و مقايسه شدند. چنين ساختارهايي مي­توانند به‌عنوان پوشش­هاي ضد بازتاب استفاده ­شوند كه بازتاب از سطح را كاهش مي­دهند. درواقع، با پوششي از بلور فوتونيكي با كاف باند قابل‌كنترل توسط يك لايه غيرخطي اپتيكي بر روي ادوات جنگي، مي­توان آن­ها را از ديد رادار دشمن پنهان كرد.

In this paper, band structure of one-dimensional photonic crystal consisting of two-layer dielectrics is calculated (The first layer is the vacuum and the second layer is ZnSe). Then, the photonic crystal band structure bynonlinear characteristics of layers and different intensity radiation values -is calculated. The refractive index modification is applied for each layer and its effect on the electrical permittivity coefficients is calculated. Since the transmission and reflection coefficients of photonic crystal depends on the layer electrical permittivity, the band structure of crystal changes as the layer electrical permittivity change. The results show that by increasing the light radiation intensity, the frequency of the band gap branches decreases, therefore in TE and TM polarizations band gap branches shift slightly to lower frequencies. In addition it is shown that new band gap branches appeared at higher frequencies which indicates that crystal band structure can be controlled by the intensity of the radiation field. In order to demonstrate the practical ability of nonlinear optics, the band structure of photonic crystal is calculated in both regimes (linear and nonlinear optics) and compared with each other. These structures can be used as anti-reflective coatings that reduce reflections from the surface. In fact, by covering war devices with band gap controllable nonlinear optical photonic crystals, they can be hidden from the enemy's radar view.