بلور فوتونی یک بعدی تشدیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی inas/ingaas : ساختاری با پاسخدهی تنظیم پذیر برای کاربردهای مخابرات نوری

در این مقاله، دو ساختار بلور فوتونی تشدیدی پیشنهاد می شود که پاسخ نوری آنها افزون بر مدولاسیون تابع دی الکتریک دربلور، وابسته به اندرکنش تحریک های درونی با امواج تابیده به ساختار است. لایه های متناوب gaas (به عنوان لایه سد) و نقاطکوانتومی inas/ingaas (لایه دوقطبی فعال) بهعنوان بلوکهای اصلی تشکیل دهنده بلورها انتخاب شدهاند. نظم بلوری ساختارها با وارد کردن لایه های نقص عمدی بهم ریخته شده است. روش ماتریس انتقال برای بررسی مشخصه های نوری بلورها مورد استفاده قرار گرفته و به منظور مدل بندی شرایط واقعی، نقش پذیرفتاری موثر اکسایتونی و عوامل پهن شدگی های همگن و ناهمگن نیز لحاظ شده که در مطالعات پیشین بسیار کمتر مورد توجه بودهاند. وابستگی پاسخ دهی نمونه ها (چه از پهنا و گستره طول موجی ناحیه باندتوقف و مدهای تشدیدی) به پارامترهای ساختاری همچون تعداد لایه های تناوبی، ضخامت لایه های سد و نقطه کوانتومی و همچنین،مقدار همگن بودن لایه ها در گام اول مورد بررسی قرار میگیرد. پس از استخراج مقادیر بهینه، تنظیم پذیری مشخصه های نوری باعوامل خارجی همچون دمای بلور و زاویه تابش نور به آن بصورت منسجم بررسی میشوند. نتایج نشانگر پتانسیل بالای ساختارهای پیشنهادی برای کاربردهایی همچون فیلترها، تفکیک کننده های فرکانسی و سویچ های تمام نوری تنظیم پذیر هستند.

One dimensional resonant photonic crystal based on InAs/InGaAs quantum dots; structure with tunable response for optical communication applications

In this paper two resonant photonic crystals is proposed that their optical response depends not only to the modulation of the dielectric function but also to the interaction of the incident light with the crystal’s internal excitations. Alternating layers made of GaAs (as the barrier layer) and InAs/InGaAs quantum dots (dipole active layer) are selected as the main building blocks of the crystals. Structural order is disturbed by adding defects. Transfer Matrix Method (TMM) is applied to evaluate the optical features of the crystals and in order to model the real situation, the roles of the effective exitonic susceptibility besides the homogenous and nonhomogenous broadenings are considered in calculations. Dependence of the structures response (including width and wavelength range of the stop band and resonant modes) to the structural parameters such as layers period number, size of the slabs and homogeneity of the layers are studied at the first step. Extracting the optimum values, tunability of the optical features with external parameters such as crystal temperature and light incident angle is explored systematically. Results clearly show the great potential of the proposed crystals for applications such as all optical tunable filters, frequency dividers and switches.