دانلود مقالات ISI درباره بلورهای فوتونی + ترجمه فارسی

به هر ساختاری که ضریب شکست آن به طور متناوب تغییر کند یک بلور فوتونیکی می‌گویند. اگر این تکرار در یک بعد باشد به بلور تشکیل شده، بلورهای فوتونی یک بعدی می گوییم. تکرار ساختار متناوب در دو و سه بعد نیز بلورهای فوتونی دو و سه بعدی را به وجود خواهد آورد. این ساختارها در واقع دوگان بلورهای نیمه هادی هستند. در واقع این موضوع از مشابهت معادله شرودینگر در فیزیک حالت جامد و معادله هلمهولتز در میدان ناشی می‌شود. ضریب شکست همان نقشی را در معادله هلمهولتز بازی می‌کند که پتانسیل الکتریکی در معادله شرودینگر. بنا براین عملکرد بلورهای فوتونی (ساختارهای با ضریب شکست متناوب) در برابر فوتون‌ها مشابه عملکرد بلورهای نیمه هادی (ساختارهای با پتانسیل الکتریکی متناوب)در برابر الکترون‌ها است. بلورهای فوتونی ساختار های متناوب در اندازه نانو هستند و طراحی شده اند تا حرکت فوتون ها را تحت تاثیرقراد دهند، همانند کاری که بلورهای نیمرسانا با الکترون ها انجام می دهند. بلورهای فوتونی در اشکال و خواص مختلف وجود دارند و از 100 سال پیش مطالعه بر روی آن ها شروع شده است. بلورهای فوتونی ساختار های نانومتری متناوبی از جنس دی الکتریک و یا فلز-دی الکتریک هستند که مسیر حرکت موج الکترومغناطیسی را تحت تاثیر قرار می دهند. به همان روشی که پتانسیل های متناوب در نیمرسانا هاحرکت الکترون ها را با ایجاد نوار های انرژی ممنوعه و مجاز تحت تاثیر قرار می دهند. اساس کار بلورهای فوتونی بر اساس تغییر درونی ضریب شکست به صورت کم و زیاد در درون بلور می باشد. انتشار فوتون در داخل این ساختار ها به طول موج آنها بستگی دارد. طول موج هایی از نور که اجازه انتشار پیدا می کنند مد نامیده می شوند وگروهی از مدهای انتشار یافته تشکیل باند (نوار) می دهند. باندهای غیر مجاز بلورهای فوتونی گاف نواری نامیده می شوند. این اتفاق منجر به پدیده های آشنایی مانند گسیل خود به خودی وآینه های با بازتاب بالای تک جهتی و موجبرهای با اتلا ف پایین می شود. از آنجایی که پدیده ی غالب پراش می باشد، باید یک هم خوانی بین طول موج انتشار یافته و ابعاد بلور فوتونی وجود داشته باشد، که این ابعاد معمولا به صورت نصف طول موج انتشاری می باشد. به عنوان مثال این محدوده بین 400 تا 700 نانومتر برای بلوری است که در محدوده مرئی کار می کند. این خاصیت استفاده و ساخت بلورهای فوتونی را تا حدودی سخت و پرهزینه کرده است روش های ساخت روش های ساخت به ابعاد باندگپ مورد نیاز بستگی دارد. فوتونیک کریستال های یک بعدی در این ساختار لایه ها با ضرایب مختلف چنان در کنار هم قرار می گیرند که در یک جهت باند گپ به وجود می آورند. یک توری براگ یک مثال ازاین نوع فوتونیک کریستال های یک بعدی است. فوتونیک کریستال های یک بعدی می توانند همسانگرد و ناهمسانگرد باشند. در این صورت می توانند به صورت بسیار گسترده ای به عنوان سوئیچ اپتیکی مورد استفاده قرار گیرند. فوتونیک کریستال های دو بعدی در ساختار های دوبعدی حفره ها در محیطی که برای نور تابیده شده مرئی و برای نور باند گپ نامرئی هستند قرار می گیرند. شبکه های مثلثی و مربعی بیشترین کاربرد را دارند. فیبرهای فوتونیک کریستالی یا همان فیبرهای سوراخ دار می توانند به وسیله رادهای استوانه ای در درون شبکه های شش بعدی ساخته شوند. و سپس حرارت داده می شوند و کشیده می شوند. فواصل هوای مثلثی ایجاد شده مابین رادهای شیشه ای حفره هایی می شوند که مدها را محدود می کنند. فوتونیک کریستال سه بعدی چندین ساختار برای این نوع فوتونیک کریستال وجود دارد: 1)کره ها در شبکه الماسی 2)yablovovite 3)ساختار توده چوبی: رادها به صورت پشت سرهم با استفاده از لیتوگرافی پرتوی چاپ می شوند و ماده جدید بر روی آن ته نشین میشود. و فرایند برای لایه های دیگر تکرار می شود. با کانال های چاپی که بر لایه های زیرین عمود هستند. فرایند تا زمانی که ساختار به ضخامت لازم برسد ادامه پیدا می کند. معرفی نقص ها برای این ساختار معمولاً فرایند طاقت فرسایی می باشد. 4)کره های برخوردی معکوس(مانند پلی استرین ها) این کره ها در درون شبکه ای از محلول بسته شده آویزان می مانند. سپس یک سفت کننده وارد محیط می شود که باعث می شود یک محیط شفاف جامد خارج از حجم حلال به وجود بیاید. سپس کره ها توسط یک اسید مانند هیدروکلریدریک از هم جدا می شوند. 5)یک توده از فوتونیک کریستال های دو بعدی: این یک روش کلی تر از یابلونویت هاست ولی در حالت کلی یابلونویت ها را با استفاده ازاین روش می سازند.