Лекция 11 Оптические волокна с фотонно-кристаллической структурой

Фотонные кристаллы

Оптические волокна с фотонно-кристаллической структурой (ФКВ).

Технология изготовления оптических волокон с фотонно-кристаллической структурой.

Применение ФКВ.

Формирование фотонной запрещенной зоны субмикронными брэгговскими решетками.

Волоконные световоды с брэгговскими решетками.

Сенсоры на основе оптических волноводов с фотонно-кристаллической структурой.

Нанофотоника - наука о взаимодействии света с веществом в нанометровом диапазоне, который короче длины световой волны.

Три направления исследований в нанофотонике являются основными:

1.Изучение процессов, вызванных в веществе при возбуждении пучком света, сфокусированным до нанометрового размера.

2.Исследование оптических свойств линейных и нелинейных наноразмерных частиц.

3.Химические превращения инициируемые светом в термодинамически устойчивых наноразмерных частицах.

Создание волноводов из легированного эрбием кремния, и усиление в пористом кремнии. игнатов.

Главный недостаток кремниевой оптоэлектроники низкий коэффициент усиления сигнала и эффективность светового усиления отдельными чипами.

Фотонные кристаллы

Фотонный кристалл- это оптическая зонная структура, в которой существуют разрешенные и запрещенные состояния для фотонов. Роль периодического потенциала решетки выполняют периодические изменения диэлектрической проницаемости или показателя преломления в волноводной среде. Фотонный кристалл является сверхрешеткой - средой в которой искусственно создано дополнительное поле, с периодом превышающем на порядки период кристаллической решетки. Для фотонов такое поле получают периодическим изменением коэффициента преломления среды – в одном, двух и трех измерениях. Если период оптической сверхрешетки сравним с длиной электромагнитной волны, то поведение фотонов кардинально отличается от их поведения в обычной кристаллической решетки.

На основе планарных фотонных кристаллов можно создать миниатюрный и эффективный нанорезонатор, позволяющий локализовать мощные электромагнитные поля в малых объемах в течении длительного времени. Изготовление и исследование свойств оптических наноразмерных оптических резонаторов, является направлением развития фотоники, представляет большую практическую и научную ценность.