بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله با تابش پرتو گاوسی به یک شبه بلور فوتونی یک بعدی با ساختار هندسی سه گانه تیو - مورس، به بررسی ویژگیهای فیلتری از آن میپردازیم. درابتدا با استفاده از مدل دوشارهای، خواص اپتیکی وابسته به دما را در ابررسانا بررسیکرده و سپس با محاسبه ماتریس انتقال باریکه گاوسی از یک لایه دیالکتریک و اعمال این ماتریس انتقال به یک شبه بلور فوتونی، طیف تراگسیلی از آن بررسی شدهاست. نتایج بدست آمده نشان میدهند، که عناصر ماتریس انتقال و گاف باند فوتونی به فاصله شعاعی از محور انتشار، r - مختصه شعاعی باریکه گاوسی - بستگی دارند.
با افزایش مختصه شعاعی باریکه گاوسی - - r، مکان فرکانس مرگزی گاف به سمت فرکانسهای کوچکتر جابجا میشود، همچنین مشاهده میکنیم با افزایش زاویه موج تابشی و ضخامت لایه ابررسانا مکان فرکانس مرکزی گاف به سمت فرکانسهای بزرگتر جابجا شده است، در حالیکه با افزایش دمای محیط، مکان آن به سمت فرکانسهای کوچکتر جابجا می شود. نتایج بدست آمده را با میل به سمت بینهایت طول رایلی پرتو گاوسی، با نتایج موج تخت مقایسه می کنیم.
مقدمه
بلورهای فوتونی ساختارهای تناوبی از مواد دیالکتریک هستند که در یک، دو یا سه بعد آرایش یافتهاند.[1] ساختار بلور فوتونی به گونهای است که امواج الکترومغناطیسی تک فام با فرکانس معینی نمیتوانند در آن انتشار یابند و گاف باندهایی بوجود میآید که این تشابه با نیمه رساناها اهمیت بلور فوتونی را آشکار می-سازد.[2] نیاز مبرم به استفاده از بلورهای فوتونی در ادوات نوری را می توان در یک کلمه، یعنی مهندسی فوتون، که به کنترل انتشار فوتون در مقیاس طول موج دلالت دارد، خلاصه کرد.
برای بالابردن سرعت انتقال و پردازش اطلاعات، استفاده از ابزارهای تمام نوری به جای الکترونی یک امر ضروری شده است، از جمله میتوان به صافیهای نوری، کلید و دیود تمام نوری اشاره کرد. با توجه به آرایش ساختاری، مواد مورد استفاده و تعداد لایه های تشکیل دهنده ساختار بلور فوتونی، ویژگی های خاصی را از خود نشان می دهندیکی. از ساختارهای بلور فوتونی بی نظم که اخیراً معرفی شده است، ساختار تیو- مورس[3] می باشد. این ساختار دارای سری های متعددی است که در هر سری تعداد و آرایش لایه ها متفاوت است - برای مثال ساختار تیو-مورس معمولی TM2={ABBA} ,TM1={AB} ,TM0 ={A}،که در آن با جایگذاری AB به جای A و BA به جای B سری های جدیدی از این ساختار تولید می شود.
در این مقاله ما فیلترهای گرمایی که بر پایه ساختارهای جدید تیو- مورس سه گانه حاوی دی الکتریک- ابررسانای دمای پائین- دی الکتریک ساخته شده اند بررسی میکنیم، که این فیلترها از ساختارهای متجانس که از کنار هم قراردادن این ,TM1={ABS} ,TM0 ={AB} - - TM2={ABSSABSABABS} بلورهای نامنظم - تیو - مورس - ایجاد می شوند، بوجود می آیند.[5] در این مقاله، ابتدا با در نظر گرفتن یک پرتو فرودی با توزیع دامنه گاوسی، ماتریس انتقال از یک تیغه دی الکتریک محاسبه خواهد شد، سپس با اعمال این ماتریس انتقال به یک شبه بلور فوتونی با ساختار هندسی سه گانه تیو- مورس - TM2 - 8، به بررسی رفتار فیلتری از آن خواهیم پرداخت.
مدل نظری
در این مقاله با تابش پرتو گاوسی به شبه بلور فوتونی یک بعدی با ساختار هندسی تیو- مورس سه گانه - ABSSABSABABS - 8 به بررسی رفتار فیلتری آن می پردازیم. مطابق شکل - 1 - لایهA، از جنس - SiO2 - با ضریب شکست na=1.45 و لایهB، از جنس - TiO2 - با ضریب شکست nb=2.65 و لایه ابررسانا S، از جنس - bN - با دمای بحرانی Tc=9.2K و عمق نفوذ لندن 0 83.4QP انتخاب شده است.
