کنترل ساختار باند بلورهای فوتونیکی یک‌بعدی با استفاده از ویژگی غیرخطی لایه‌ها

در این مقاله ساختار باند یک بلور فوتونیکی یک‌بعدی متشکل از دی الکتریک های دولایه (لایه اول خلا و لایه دوم از جنسznse  است) با استفاده از روش ماتریس انتقال محاسبه شد. سپس، ساختار باند بلور فوتونیکی با در نظر گرفتن ویژگی غیرخطی لایه ها و شدت بالای میدان تابشی برای مقادیر مختلف  محاسبه گردید. تغییرات ضرایب شکست  هر یک از لایه ها در ضرایب گذردهی الکتریکی آن ها اعمال شد. چون ضرایب عبور و بازتاب بلور به ضرایب گذردهی الکتریکی لایه ها بستگی دارند، با تغییر ضرایب گذردهی الکتریکی لایه ها، ساختار با ند بلور هم تغییر کرد. نتایج نشان دادند که با افزایش شدت نورتابشی، پهنای فرکانسی شاخه های گاف باند کاهش یافته و در هر دو قطبش te و tm اندکی به سمت فرکانس های پایین تر شیفت یافتند. نتایج همچنین نشان دادند که شاخه های گاف باند جدید در فرکانس های بالاتر ظاهر می شود. این امر نشان می دهد که ساختار باند بلور به وسیله شدت میدان تابشی قابل‌کنترل است. به‌منظور نشان دادن عملی این توانایی برای اپتیک غیرخطی، ساختار باند بلور اشاره‌شده در دو حالت خطی و غیرخطی به‌صورت تابعی از شدت میدان تابشی محاسبه و مقایسه  شدند. چنین ساختارهایی می توانند به‌عنوان پوشش های ضد بازتاب استفاده شوند که بازتاب از سطح را کاهش می دهند. درواقع، با پوششی از بلور فوتونیکی با کاف باند قابل‌کنترل توسط یک لایه غیرخطی اپتیکی بر روی ادوات جنگی، می توان آن ها را از دید رادار دشمن پنهان کرد.

Controlling Band Gap of One Dimensional Photonic Crystals via the Nonlinear Characteristic of Layers

In this paper, band structure of onedimensional photonic crystal consisting of twolayer dielectrics is calculated (The first layer is the vacuum and the second layer is ZnSe). Then, the photonic crystal band structure by nonlinear characteristics of layers and different intensity radiation values is calculated. The refractive index modification is applied for each layer and its effect on the electrical permittivity coefficients is calculated. Since the transmission and reflection coefficients of photonic crystal depends on the layer electrical permittivity, the band structure of crystal changes as the layer electrical permittivity change. The results show that by increasing the light radiation intensity, the frequency of the band gap branches decreases, therefore in TE and TM polarizations band gap branches shift slightly to lower frequencies. In addition it is shown that new band gap branches appeared at higher frequencies which indicates that crystal band structure can be controlled by the intensity of the radiation field. In order to demonstrate the practical ability of nonlinear optics, the band structure of photonic crystal is calculated in both regimes (linear and nonlinear optics) and compared with each other. These structures can be used as antireflective coatings that reduce reflections from the surface. In fact, by covering war devices with band gap controllable nonlinear optical photonic crystals, they can be hidden from the enemy’s radar view.