طراحي ساختاربلورفوتوني چرپ شده براي آشكارساز مادون قرمز چندرنگ كوك پذير

Design of Chirped Photonic Crystal Structure for Tunable Multi-Color Infrared Photodetector

در اين مقاله ساختار بلورفوتوني چرپ شده براي آشكار ساز مادون قرمز چند رنگ كوك پذير طراحي مي شود. با استفاده از روش ماتريس انتقال (TMM) پاسخ طيف جذب در ساختار بلور فوتوني نقص دار تحت تاثير پارامتر هاي ساختاري مختلف مانند تعداد، جنس و ضخامت لايه هاي بالا و پايين نقص و ضخامت خود لايه نقص مورد بررسي قرارمي گيرد. اثر لبه نوار بلورفوتوني روي طيف جذب آشكار ساز مادون قرمز بررسي، و افزايش ضريب جذب تا 96% براي اين ساختار بدست مي آيد. همچنين اثرات پارامتر هاي ساختاري مختلف مانند جنس، ضخامت لايه هاي كناري و مركزي و نيز اثر تقارن لايه هاي كناري در محل و شدت بيشينه ها در ساختار بلورفوتوني چرپ شده بررسي مي شود. با افزايش تعداد لايه هاي كناري تا 31 لايه اثرات فيلتري زياد شده و تعداد بيشينه هاي جذب به 7 عدد مي رسد. در اين حالت مقدار FWHM به 36 نانومتر و فاصله بيشينه ها از هم تا 171 نانومتركاهش مي يابد. با استفاده از اين نتايج محل بيشينه طول موج جذب در ساختار بلورفوتوني چرپ شده با دقت 48 نانومتر تنظيم مي شود.

In this work, we present chirped photonic crystal (PC) structure for design of tunable multi-color infrared photodetector. Using transfer matrix method absorption spectral response under the effects of different structural parameters like material and thickness of top and bottom layers and defect layer thickness in defect based structure is investigated. We study PC band edge effect on absorption coefficient and a significant absorption enhancement up to %96 is achieved for defect based structure. Also, effects of different structural parameters like material and thickness of side and central layer and side layer symmetry on absorption peak location and amplitude are investigated. With increasing side layer number to 31 the filtering effect enhanced and the number of absorption peaks increased to 7 peaks. In this manner full width at half maximum is decreased down to 36 nm. Using these results we can tune absorption peaks location with accuracy of about 48 nm.