Kryształ fotoniczny: Różnice pomiędzy wersjami
| [wersja nieprzejrzana] | [wersja przejrzana] |
Usunięta treść Dodana treść
Uściślenie i zmiana definicji |
poprawa stylu |
||
Linia 1:
[[Plik:Opal Armband 800pix.jpg|thumb|250px|Bransoletka z minerałem [[Opal (minerał)|opalu]], który posiada naturalną strukturę periodyczną, dzięki której występuje zjawisko [[iryzacja|iryzacji]]]]
[[plik:Dimensionphc.png|thumb|Jednowymiarowa, dwuwymiarowa i trójwymiarowa struktura fotoniczna]]
'''Kryształ fotoniczny'''
[[Faza krystaliczna|Kryształy]] fotoniczne
▲[[Faza krystaliczna|Kryształy]] fotoniczne [http://ptf.fuw.edu.pl/ow/wasik02.html] zwykle wytwarzane są sztucznie w laboratoriach, ale występują również w przyrodzie (np. [[Opal (minerał)|opal]]). Koncepcja stworzenia kryształów fotonicznych powstała jednocześnie w [[1987]] w dwóch ośrodkach badawczych na terenie [[Stany Zjednoczone|USA]]. Pierwszy – [[Eli Yablonovitch]] (Bell Communications Research w [[New Jersey]]) pracował nad materiałami dla [[tranzystor]]ów fotonicznych – sformułował pojęcie '''fotoniczna przerwa wzbroniona''' ([[język angielski|ang.]] ''photonic bandgap''). W tym samym czasie – [[Sajeev John]] (Priceton University) pracował nad zwiększeniem wydajności [[laser]]ów stosowanych w [[telekomunikacja|telekomunikacji]] – odkrył tę samą przerwę. W [[1991]] roku [[Eli Yablonovith]] uzyskał pierwszy kryształ fotoniczny. W [[1997]] roku opracowana została masowa metoda wytwarzania kryształów ([[Shanhui Fan]], [[John D. Joannopoulos]]).
Obecnie wytwarzane są struktury fotoniczne z przerwą fotoniczną dla [[długość fali|długości fal]] [[fala elektromagnetyczna|elektromagnetycznych]] z zakresu widzialnego (400–700 [[nanometr|nm]]). Przerwa fotoniczna występuje dla fal o długościach zbliżonych do okresu rozkładu współczynnika załamania – w przypadku fal widzialnych oznacza to, że na jeden okres rozkładu współczynnika załamania przypada ilość rzędu 1000 warstw atomowych. Występowanie fotonicznej [[przerwa wzbroniona|przerwy wzbronionej]] jest analogiczne jak w przypadku [[półprzewodnik]]ów ([[Równanie Schrödingera]]). Kryształy fotoniczne wytwarzane są m.in. z [[krzem]]u, również porowatego. Ze względu na budowę, kryształy fotoniczne dzieli się na jedno-, dwu- i trójwymiarowe. Najprostsza struktura to struktura jednowymiarowa. Jest to w istocie zwierciadło [[William Lawrence Bragg|Bragga]] złożone z wielu warstw na przemian o dużym i małym współczynniku załamania światła. Zwierciadło Bragga działa jak zwykły filtr przepustowy, pewne częstotliwości są odbijane, a inne przepuszczane. Jeżeli ''zwiniemy'' [[zwierciadło Bragga]] w rurkę to otrzymamy strukturę dwuwymiarową.
Do modelowania pola elektromagnetycznego w kryształach fotonicznych stosuje się wiele metod znanych z innych dziedzin optyki czy elektrodynamiki. Wymienić tu można: metodę fal płaskich – PWM ([[język angielski|ang.]] ''Plane wave method''), metodę różnic skończonych w dziedzinie czasu FDTD (z ang. ''Finite Difference Time Domain''), polegającą na numerycznym rozwiązywaniu równań Maxwella z zależnością czasową dla [[pole elektryczne|pola elektrycznego]] i [[pole magnetyczne|pola magnetycznego]], metodę momentów, wraz z jej licznymi odmianami, a także inne liczne metody półanalityczne i w pełni analityczne. Jak do tej pory, analityczne rozwiązanie równań Maxwella zostało znalezione tylko w najprostszym, jednowymiarowym krysztale fotonicznym.▼
▲dziedzin optyki czy elektrodynamiki. Wymienić tu można: metodę fal płaskich – PWM ([[język angielski|ang.]] ''Plane wave method''), metodę różnic skończonych w dziedzinie czasu FDTD (z ang. ''Finite Difference Time Domain''), polegającą na numerycznym rozwiązywaniu równań Maxwella z zależnością czasową dla [[pole elektryczne|pola elektrycznego]] i [[pole magnetyczne|pola magnetycznego]], metodę momentów, wraz z jej licznymi odmianami, a także inne liczne metody półanalityczne i w pełni analityczne. Jak do tej pory, analityczne rozwiązanie równań Maxwella zostało znalezione tylko w najprostszym, jednowymiarowym krysztale fotonicznym.
'''Niektóre zastosowania:'''
Linia 22 ⟶ 20:
* Szerokopasmowe testowanie urządzeń fotonicznych, spektroskopia, interferometria czy koherentna tomografia optyczna (OCT) – wykorzystanie silnego efektu przesunięcia fazowego.
=== Wytwarzanie w Polsce ===
== Linki zewnętrzne ==▼
W Polsce prace nad wytwarzaniem i modelowaniem kryształów i światłowodów fotonicznych są prowadzone w UMCS w [[Lublin]]ie, na Politechnice Wrocławskiej
{{przypisy}}
▲=== Linki zewnętrzne ===
* [http://www.if.uj.edu.pl/inzynieria/Specjalnosci/fotonika.htm],
* [http://ab-initio.mit.edu/photons/tutorial/]
* [http://www.phys.uni.torun.pl/~bezet/pdf/holey.pdf]
▲Więcej informacji na stronie [http://www.crystal-fibre.com/support/dictionary.shtm]
[[Kategoria:Optoelektronika]]
| |||