بخشی از مقاله
چکیده - در این مقاله حالتهای سطحی - حالتهای تام - قطبیده TM منتشر شونده در تیغه غیرخطی که میان محیط همگن و بلور فوتونی شامل فراماده قرار گرفته است بررسی شده است. تیغه غیرخطی، خود-واکانونی کننده با تقریب تک محوری نوع اول - مولفه موازی با مرز تانسور ثابت دی الکتریک متناسب با مربع دامنه مولفه میدان الکتریکی موازی مرز - در نظر گرفته شده است. اثر ضخامت تیغه و همچنین تغییرات شدت میدان الکتریکی بر روی منحنی پاشندگی امواج جایگزیده TM بررسی شده است. نشان داده شده است که با افزایش شدت مولفه موازی مرز میدان الکتریکی در سطح تیغه، منحنی پاشندگی به سمت مرز بالایی نوار ممنوعه بلور فوتونی انتقال می یابد. علاوه براین با افزایش ضخامت تیغه ، منحنی پاشندگی دو نوع رفتار متفاوت، بسته به زاویه تابش نشان می دهد.
-1 مقدمه
فوتونی حاوی فراماده قرار گرفته است را بررسی می کنیم. همانطور که می دانیم بلورهای فوتونی ساختارهای دی الکتریک مصنوعی با مدولاسیون متناوب ضریب شکست، امکان کنترل خواص پاشندگی امواج الکترومغناطیسی به روش مشابه با خواص الکترونی در بلورها را فراهم می نماید. از طرفی فرامادهها - موادی با ضریب شکست منفی - بخاطر خواص فیزیکی جالب و منحصر بفرد یکی از موضوعات مهم مورد علاقه پژوهشگران در دهه های گذشته است.
[1] از کاربردهای امواج سطحی میتوان به تزریق و استخراج باریکه کانونی شده در موجبرهای بلور فوتونی، همچنین استفاده از آنها در سنسورها، مدولاتورها و آینههای اتمی اشاره کرد.[2-3] به همین منظور مطالعه امواج سطحی تولید شده در فصل مشترک بلورهای فوتونی و محیطهای همگن توجه زیادی را به خود جلب کرده است.[4] اغلب این مطالعات روی امواج سطحی TE صورت گرفته [5] و امواج سطحی TM کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور در این مقاله امواج سطحی قطبیده TM غیرخطی در فصل مشترک میان محیط نیمه بی نهایت همگن و بلور فوتونی حاوی فراماده با لایه کلاهک غیرخطی بررسی شده است.
با توجه به اینکه در معادلات ماکسول مربوط به امواج قطبیده مغناطیسی عرضی، هر دو مولفه میدان الکتریکی - مولفه های موازی و عمود بر مرز - ظاهر شده است، حل تحلیلی برای یافتن میدانهای الکتریکی و مغناطیسی پیچیده است. لذا در این مقاله از این تقریب استفاده شده است که مولفه موازی با مرز تانسور ثابت دی الکتریک تیغه متناسب با مربع دامنه مولفه میدان الکتریکی موازی مرز باشد. رابطه پاشندگی امواج سطحی TM غیرخطی را بطور تحلیلی بدست آورده و نشان می دهیم که با افزایش شدت مولفه موازی با مرز میدان الکتریکی در سطح تیغه، منحنی پاشندگی به سمت مرز بالایی نوار ممنوعه بلور فوتونی انتقال می یابد. علاوه براین با افزایش ضخامت تیغه ، منحنی پاشندگی دو نوع رفتار متفاوت بسته به زاویه تابش از خود نشان می دهد.
