بخشی از مقاله
چکیده - بهرهگیری از خواص غیر خطی مانند دوپایاییِ نوری به منظور کنترل هر چه بیشتر پویایپاسخ نوریِ مواد از اهمیت بسزایی برخوردار است. به منظور به دست آوردن پاسخ دوپایایی نوری در سیستمهای یک بعدی، از ساختار موجبر کاواکهای تزویج شده غیر خطی و روش ماتریس انتقال غیر خطی استفاده کردهایم. نتایج نشان میدهند که با انتخاب مناسب لایه غیر خطی ترکیبی به عنوان لایه نقص، میتوان به دوپایایی نوری با کمترین تعداد لایهها و کمترین مقدار توان آستانه دست یافت که میتواند در کاربردهای سوییچهای اپتیکی بسیار مفید باشد.
-1 مقدمه
استفاده از پاسخ غیر خطی مواد برای تغییر و کنترل شارش امواج الکترومغناطیس در مقیاس طول موج به منظور تولید هماهنگها و دوپایایی نوری بسیار کارآمد می-باشد. این فرایندهای اپتیکی روشهای عملی برای کنترل پویای پاسخ نوری موادی هستند که در سیستمهای فوتونیکیِ کاربردی مانند سیستمهای محاسبات نوری، درگاه منطقی، محدودیت نوری، تغییر شکل پالس و سوئیچهای نوری استفاده می شوند. ویژگی برجسته دوپایایی نوری، تغییر غیر خطیِ شدت خروجی بر حسب شدت فرودی است که موجبِ ظهورِ دو شدت خروجی به ازای شدت ورودیِ خاص می گردد. یکی از ساختارهای ایجاد کننده دوپایایی نوری، بلورهای فوتونی با لایه نقص غیر خطی یک بعدی میباشد.
[1] دو هدف اصلی در تحقیقات دوپایایی نوری پایین آوردن آستانه توان نوری به منظور بدست آوردن پاسخ نوری قابل ملاحظه و ارتقای سرعت پاسخ سیستمهای دوپایای نوری سریع در دمای اتاق می باشد.[1-2] تحقیقات نشان داده است که اصلی ترین راه برای رسیدن به توان آستانه پایین، استفاده از لایه نقص غیر خطی با ویژگیهای مناسب و یا افزایش تعداد لایههای تناوبی میباشد .[3] به دلیل اینکه انتخاب ماده غیر خطی مناسب بسیار مشکل است و افزایش تعداد لایهها عیب بزرگی برای بلور فوتونی یک بعدی محسوب میشود، محققان به دنبال روشهای دیگری برای کاهش شدت آستانه دوپایایی نوری می باشند.
یکی از این روشها استفاده از دو لایه غیر خطی جفت شده که با یک لایه خطی میانی از هم جدا شده اند به عنوان لایه نقص است. دوپایایی در این ساختار ترکیبی به شدت به لایه خطی میانی وابسته است .[4] از سوی دیگر یکی از راههای افزایش بیشتر خاصیت غیر خطی و تواناییِ کنترل خواصِ اپتیکی، بهرهمندی از ساختار موجبر کاواکهای تزویج شده یک بعدی است. استفاده از لایه نقص ترکیبی که به آن اشاره شده است، در ساختار موجبر کاواکهای تزویج شده منجر به تولید ساختار موجبر کاواکهای تزویج شده غیر خطی می گردد که امکان کنترل بیشتر روی خواص اپتیکی به خصوص دوپایایی نوری را به ما میدهد.
-2 دوپایایی نوری در موجبر کاواکهای تزویج شده غیرخطی یک بعدی
موجبر کاواکهای تزویج شده یک بعدی در نظر گرفته شده شامل ترکیبی از j تشدیدگر است که در هر تشدیدگر، N لایه خطی و لایه نقص شامل لایه خطی که با لایههای غیر خطی احاطه شده است، موجود است. در واقع موجبر مورد نظر ما با ساختار M معرفی میگردد.
