የፎቶኒክ ክሪስታል

የፎቶኒክ ክሪስታል በተለዋጭ የአንደኛ ደረጃ ህዋሶችን የሚያካትት ከፍተኛ እና ዝቅተኛ የማጣቀሻ ኢንዴክስ እና ከተወሰነ የእይታ ክልል የብርሃን የሞገድ ርዝመት ጋር የሚነፃፀር ልኬቶች ያሉት። ፎኒክ ክሪስታሎች በኦፕቶኤሌክትሮኒክስ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ. ለምሳሌ የፎቶኒክ ክሪስታል መጠቀምን ይፈቅዳል ተብሎ ይታሰባል. የብርሃን ሞገድ ስርጭትን ለመቆጣጠር እና የፎቶኒክ የተቀናጁ ወረዳዎች እና የኦፕቲካል ስርዓቶች እንዲሁም የቴሌኮሙኒኬሽን አውታሮች ትልቅ የመተላለፊያ ይዘት ያለው (የ Pbps ቅደም ተከተል) ለመፍጠር እድሎችን ይፈጥራል ።

የዚህ ንጥረ ነገር በብርሃን መንገድ ላይ ያለው ተጽእኖ በሴሚኮንዳክተር ክሪስታል ውስጥ በኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴ ላይ ፍርግርግ ከሚያስከትለው ውጤት ጋር ተመሳሳይ ነው. ስለዚህ "ፎቶኒክ ክሪስታል" የሚለው ስም. የፎቶኒክ ክሪስታል መዋቅር በተወሰነ የሞገድ ርዝመት ውስጥ የብርሃን ሞገዶችን በውስጡ እንዳይሰራጭ ይከላከላል. ከዚያም የፎቶን ክፍተት ተብሎ የሚጠራው. የፎቶኒክ ክሪስታሎችን የመፍጠር ጽንሰ-ሀሳብ በ 1987 በአንድ ጊዜ የተፈጠረው በሁለት የአሜሪካ የምርምር ማዕከላት ውስጥ ነው.

በኒው ጀርሲ የሚገኘው የቤል ኮሙኒኬሽን ምርምር ኤሊ ጃቦኖቪች ለፎቶኒክ ትራንዚስተሮች ማቴሪያሎችን ሰርቷል። ያኔ ነበር "ፎቶኒክ ባንድጋፕ" የሚለውን ቃል የፈጠረው። በዚሁ ጊዜ የፕሪስተን ዩኒቨርሲቲው ሳጂቭ ጆን በቴሌኮሙኒኬሽን ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ የሌዘር ጨረሮችን ውጤታማነት ለማሻሻል ሲሰሩ ተመሳሳይ ክፍተት አግኝተዋል. በ 1991 ኤሊ ያብሎኖቪች የመጀመሪያውን የፎቶኒክ ክሪስታል ተቀበለ. እ.ኤ.አ. በ 1997 ክሪስታሎችን ለማግኘት የጅምላ ዘዴ ተፈጠረ ።

በተፈጥሮ የሚገኝ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ የፎቶኒክ ክሪስታል ምሳሌ ኦፓል ነው ፣ የፎቶኒክ ሽፋን የቢራቢሮ ዝርያ የሞርፎ ምሳሌ ነው። ይሁን እንጂ የፎቶኒክ ክሪስታሎች ብዙውን ጊዜ በሲሊኮን ውስጥ በሚገኙ ላቦራቶሪዎች ውስጥ በአርቴፊሻል መንገድ ይሠራሉ, እሱም ደግሞ ቀዳዳ ያለው ነው. እንደ አወቃቀራቸው, እነሱ ወደ አንድ-, ሁለት- እና ሶስት-ልኬት ይከፈላሉ. በጣም ቀላሉ መዋቅር አንድ-ልኬት መዋቅር ነው. ባለ አንድ-ልኬት የፎቶኒክ ክሪስታሎች የታወቁ እና ለረጅም ጊዜ ጥቅም ላይ የሚውሉ የዲኤሌክትሪክ ንብርብሮች ናቸው ፣ እነሱም በአደጋው ​​ብርሃን የሞገድ ርዝመት ላይ ባለው አንፀባራቂ ቅንጅት ተለይተው ይታወቃሉ። እንደ እውነቱ ከሆነ፣ ይህ የብራግ መስታወት ነው፣ ተለዋጭ ከፍተኛ እና ዝቅተኛ የማጣቀሻ ኢንዴክሶች ያሉት ብዙ ንብርብሮችን ያቀፈ። የብራግ መስታወት እንደ መደበኛ ዝቅተኛ ማለፊያ ማጣሪያ ይሰራል፣ አንዳንድ ድግግሞሾች ሲንጸባረቁ ሌሎች ደግሞ ያልፋሉ። የብራግ መስታወቱን ወደ ቱቦ ውስጥ ካሽከረከሩት, ባለ ሁለት ገጽታ መዋቅር ያገኛሉ.

አርቲፊሻል በሆነ መንገድ የተፈጠሩ ባለ ሁለት አቅጣጫ የፎቶኒክ ክሪስታሎች ምሳሌዎች የፎቶኒክ ኦፕቲካል ፋይበር እና የፎቶኒክ ንጣፎች ናቸው ፣ እነዚህም ከበርካታ ማሻሻያዎች በኋላ ፣ ከተለመደው የተቀናጁ የኦፕቲክስ ስርዓቶች በጣም ያነሰ ርቀት ላይ የብርሃን ምልክቱን አቅጣጫ ለመቀየር ሊያገለግሉ ይችላሉ። በአሁኑ ጊዜ የፎቶኒክ ክሪስታሎችን ለመቅረጽ ሁለት ዘዴዎች አሉ.

первый - PWM (የአውሮፕላን ሞገድ ዘዴ) አንድ እና ባለ ሁለት አቅጣጫዊ አወቃቀሮችን የሚያመለክት ሲሆን የብሎች, ፋራዳይ, ማክስዌል እኩልታዎችን ጨምሮ የቲዎሬቲካል እኩልታዎችን ስሌት ያካትታል. ሁለተኛው የፋይበር ኦፕቲክ መዋቅሮችን ለመቅረጽ ዘዴው FDTD (የመጨረሻ ልዩነት ጊዜ ዶሜይን) ዘዴ ነው, እሱም የማክስዌል እኩልታዎችን ከኤሌክትሪክ መስክ እና መግነጢሳዊ መስክ በጊዜ ጥገኝነት መፍታትን ያካትታል. ይህ በተሰጡት ክሪስታል አወቃቀሮች ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ስርጭት ላይ የቁጥር ሙከራዎችን ለማካሄድ ያስችላል። ለወደፊቱ, ይህ ብርሃንን ለመቆጣጠር ጥቅም ላይ ከሚውሉት የማይክሮ ኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ጋር ተመጣጣኝ የሆኑ የፎቶኒክ ስርዓቶችን ለማግኘት ያስችላል.

አንዳንድ የፎቶኒክ ክሪስታል መተግበሪያዎች

• የሌዘር ሬዞናተሮች የሚመረጡ መስተዋቶች ፣
• የተከፋፈሉ ግብረመልስ ሌዘር,
• የፎቶኒክ ፋይበር (ፎቶኒክ ክሪስታል ፋይበር)፣ ክሮች እና ፕላነር፣
• የፎቶኒክ ሴሚኮንዳክተሮች ፣ እጅግ በጣም ነጭ ቀለሞች ፣
• ኤልኢዲዎች ቅልጥፍናን ጨምሯል ፣ ማይክሮ ሬዞናተሮች ፣ ሜታሜትሪዎች - የግራ ቁሶች ፣
• የፎቶኒክ መሳሪያዎችን የብሮድባንድ ሙከራ;
• spectroscopy, interferometry ወይም optical coherence tomography (OCT) - በጠንካራ ደረጃ ተጽእኖ በመጠቀም.