دو پایایی تمام نوری در بُره های بلور فوتونی با ساختارِ جفت شده‌ کاواک-موجبر

در این تحقیق یک بُرۀ بلور فوتونی با شبکۀ مثلثی شامل حفره‌های هوا در زمینۀ مادۀ ناهمسانگرد تلوریم بر زیرلایه‌ای از تفلون بررسی می‌شود. در این ساختار به منظور ایجاد یک کاواک غیر خطی، ابتدا اندازۀ یکی از حفره‌های هوا را تغییر می دهیم و درون آن را با مادۀ غیر خطی پلی‌استیرن پر می کنیم. در ادامه برای به دست آوردن بیشینۀ مقدار ضریب کیفیت کاواک، با استفاده از روش تفاضل‌های متناهی در حوزۀ زمان، تمامی پارامترهای ساختاری بهینه شد. نتایج محاسبات نشان می دهد به ازای پارامترهای بهینه، این کاواک دارای ضریب کیفیت    است. سپس این کاواک به صورت متقارن بین دو موجبر قرار داده شد و یک دستگاه کاواک‌‌موجبر ایجاد شد. نتایج نشان داد که می توان در ساختار فوق با تغییر دادن فاصلۀ کاواک و موجبرها، جفت‌شدگی قوی بین کاواک و موجبرها به وجود آورد و در پایان نمودار دوپایایی نوری برای ساختار بهینه‌شدۀ کاواک‌‌موجبر محاسبه شد. از نتایج می توان دریافت که شدت آستانۀ کلیدزنی در این ساختار به شکل چشمگیری ناچیز است. در پدیدۀ کلیدزنی نوری شدت آستانه و زمان واکنش مادۀ غیر خطیِ استفاده‌شده دارای اهمیت فراوان است. زمان واکنش پلیمرها نسبت به نیمرساناها به طور چشمگیری کمتر است و با توجه به این که در این تحقیق از مادۀ پلی‌استیرن استفاده شده است، در مقایسه با دستگاه‌های ساخته‌شده از مادۀ غیر خطی نیمرسانا دارای مزیت های بیشتری است.

AllOptical Bistability in Photonic Crystal Slabs with Coupled Cavitywaveguide Structure

In this study, we consider a photonic crystal slab with a triangular lattice, which consists of air holes with a circular shape in a tellurium background on top of a Teflon substrate. In this structure, by enlarging the size of an air hole and infiltrating it with nonlinear polystyrene material we introduce a nonlinear cavity in the mentioned structures. Then, we optimize the geometrical parameters, using the finitedifference timedomain method, to obtain optimal parameters. The results reveal that the triangular lattice represents a nonlinear cavity with a large quality factor (). The mentioned value is much greater than the reported values in similarly designed structures. Then, the designed highquality cavity is placed between two waveguides symmetrically, and thus a coupled cavitywaveguide structure is created. These waveguides are used to couple light in and out of the cavity. Our investigation shows that by changing the structural parameters such as distance between the cavity and waveguides, the strong coupling between the cavity and waveguides is obtained. In the end, the optical bistability diagram of the structure corresponding to optimum parameters is presented. It is observed that the threshold power is significantly low in the designed structure. In the optical switching phenomenon, the threshold intensity and the response time of the nonlinear materials are very important. The response time of polymers is significantly shorter than that of semiconductors and due to the use of polymers instead of semiconductors in the current study, the obtained results represent some advantages compared with the previously published results.