Фотоник болор

Фотоник болор нь өгөгдсөн спектрийн хүрээний гэрлийн долгионы урттай харьцуулахуйц өндөр ба бага хугарлын илтгэгч, хэмжээс бүхий энгийн эсүүдээс бүрдэх орчин үеийн материал юм. Фоник талстыг оптоэлектроникт ашигладаг. Жишээлбэл, фотоник болор ашиглах нь боломж олгоно гэж үздэг. гэрлийн долгионы тархалтыг хянах, фотоник нэгдсэн хэлхээ, оптик систем, түүнчлэн асар том зурвасын өргөнтэй (Pbps дарааллаар) харилцаа холбооны сүлжээг бий болгох боломжийг бий болгоно.

Энэ материалын гэрлийн замд үзүүлэх нөлөө нь хагас дамжуулагч талст дахь электронуудын хөдөлгөөнд торны нөлөөлөлтэй төстэй юм. Тиймээс "фотоник болор" гэж нэрлэсэн. Фотоник болор бүтэц нь тодорхой долгионы уртад доторх гэрлийн долгион тархахаас сэргийлдэг. Дараа нь фотоны цоорхой гэж нэрлэгддэг. Фотоник талстыг бий болгох үзэл баримтлалыг 1987 онд АНУ-ын хоёр судалгааны төвд нэгэн зэрэг бий болгосон.

Нью Жерси дэх Bell Communications Research-ийн Эли Жаблонович фотоник транзисторын материал дээр ажилласан. Тэр үед л "фотоник зурвас" гэсэн нэр томъёог гаргаж ирсэн. Үүний зэрэгцээ Пристоны их сургуулийн Сажив Жон харилцаа холбоонд ашигладаг лазерын үр ашгийг дээшлүүлэхээр ажиллаж байхдаа ижил цоорхойг олж илрүүлжээ. 1991 онд Эли Яблонович анхны фотоник болорыг хүлээн авсан. 1997 онд талстыг олж авах массын аргыг боловсруулсан.

Байгалийн гурван хэмжээст фотоник талстуудын жишээ бол Морфо овгийн эрвээхэйний далавчны фотоник давхаргын жишээ бол опал юм. Гэсэн хэдий ч фотоник талстыг лабораторид ихэвчлэн сүвэрхэг байдаг цахиураас хиймэл аргаар хийдэг. Бүтцийн дагуу тэдгээрийг нэг, хоёр, гурван хэмжээст гэж хуваадаг. Хамгийн энгийн бүтэц нь нэг хэмжээст бүтэц юм. Нэг хэмжээст фотоник талстууд нь туссан гэрлийн долгионы уртаас хамаарах ойлтын коэффициентээр тодорхойлогддог, сайн мэддэг бөгөөд удаан хугацаанд ашиглагддаг диэлектрик давхаргууд юм. Үнэн хэрэгтээ энэ бол өндөр ба бага хугарлын индекс бүхий олон давхаргаас бүрдэх Браггийн толь юм. Bragg толь нь энгийн нам дамжуулалтын шүүлтүүр шиг ажилладаг бөгөөд зарим давтамжийг тусгаж байхад заримыг нь дамжуулдаг. Хэрэв та Bragg толийг хоолой болгон өнхрүүлбэл хоёр хэмжээст бүтэцтэй болно.

Зохиомлоор бүтээсэн хоёр хэмжээст фотоник талстуудын жишээ бол хэд хэдэн өөрчлөлт хийсний дараа ердийн нэгдсэн оптик системээс хамаагүй бага зайд гэрлийн дохионы чиглэлийг өөрчлөхөд ашиглаж болох фотоник оптик утас ба фотоник давхаргууд юм. Одоогоор фотоник талстыг загварчлах хоёр арга байдаг.

первый – PWM (хавтгай долгионы арга) нь нэг ба хоёр хэмжээст бүтцэд хамаарах бөгөөд Блох, Фарадей, Максвелл тэгшитгэлийг багтаасан онолын тэгшитгэлийн тооцооноос бүрдэнэ. Хоёр дахь нь Шилэн кабелийн бүтцийг загварчлах арга нь FDTD (Finite Difference Time Domain) арга бөгөөд цахилгаан орон ба соронзон орны цаг хугацааны хамаарал бүхий Максвеллийн тэгшитгэлийг шийдвэрлэхээс бүрддэг. Энэ нь өгөгдсөн болор бүтэц дэх цахилгаан соронзон долгионы тархалтын талаар тоон туршилт хийх боломжийг олгодог. Ирээдүйд энэ нь гэрлийг хянахад ашигладаг микроэлектроник төхөөрөмжүүдийн хэмжээтэй харьцуулахуйц хэмжээтэй фотоник системийг олж авах боломжийг олгоно.

Фотоник болорын зарим хэрэглээ:

• Лазер резонаторын сонгомол толь,
• тархсан санал хүсэлтийн лазер,
• Фотоник утас (фотоник болор утас), утас ба хавтгай,
• Фотоник хагас дамжуулагч, хэт цагаан пигментүүд,
• Өндөр үр ашигтай LED, Микрорезонатор, Метаматериал - зүүн материал,
• Фотоник төхөөрөмжийн өргөн зурвасын туршилт,
• спектроскопи, интерферометр эсвэл оптик когерент томографи (OCT) - хүчтэй фазын нөлөөг ашиглан.