Światłowód fotoniczny: Różnice pomiędzy wersjami

Propagacja światła w defekcie w oparciu o TIR (ang. Total Internal Reflection) w światłowodach fotonicznych wynika z różnicy między wartością współczynnika załamania defektu - rdzenia, a mniejszą od niego wartością efektywnego współczynnika załamania płaszcza fotonicznego. Jednak istnienie sieci periodycznej powoduje modyfikację klasycznego zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia. Dochodzi tu do przepuszczania przez płaszcz fotoniczny wysokich modów, które wyciekają – w rezultacie w rdzeniu prowadzone są tylko niższe mody, a zwłaszcza mod podstawowy o najmniejszej średnicy [1,2,45].

Przerwa fotoniczna PBG (ang. Photonic Bandgap) jest optycznym odpowiednikiem występujących w półprzewodnikach pasm wzbronionych. Pojawianie się pasm spowodowane jest występowaniem dyfrakcji Bragga na periodycznej strukturze dielektrycznej o stałej sieci zbliżonej do długości światła. Przerwa fotoniczna określa zakres długości fali, dla których światło nie może się rozchodzić – dla tego zakresu struktura jest idealnym zwierciadłem. Efekt ten wykorzystuje się w światłowodach fotonicznych poprzez wykonywanie struktur zarówno szklano-powietrznych jak i dwuszklanych z centrycznym obszarem zaburzającym periodyczność sieci. Zabieg ten prowadzi do lokalizacji światła odbitego od periodycznej struktury w defekcie [1-56].

Kryształy fotoniczne implementowane w światłowodach mogą pełnić szereg funkcji związanych z kształtowaniem i kierowaniem fal elektromagnetycznych. Przy projektowaniu kryształów można modyfikować kształt sieci krystalicznej oraz jej stałą, elastycznie dobierać materiały oraz ich stosunek ilościowy, a w efekcie współczynniki załamania obu materiałów, a także wprowadzać intencjonalne defekty struktury. Daje to duże możliwości dostosowania dwuwymiarowych kryształu do aktualnych potrzeb oraz dużą swobodę projektowania. Wykonuje się światłowody PCF jednomodowe w całym zakresie spektralnym, dwójłomne, nieliniowe o ultramałych rdzeniach do generacji superkontinuum itp. [1-89,1011-1213]