تعداد نشریات | 41 |
تعداد شمارهها | 1,121 |
تعداد مقالات | 9,573 |
تعداد مشاهده مقاله | 17,366,825 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 12,117,734 |
بررسی امواج سطحی قطبیده TM در بلور فوتونی متاماده با لایه کلاهک غیرخطی تک محوری خود-واکانونی کننده | ||
فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | ||
مقاله 5، دوره 2، شماره 3 - شماره پیاپی 7، اسفند 1396، صفحه 37-44 اصل مقاله (209.93 K) | ||
نوع مقاله: پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2019.45419.1077 | ||
نویسندگان | ||
زهرا عینی* 1؛ کریم میلانچیان2 | ||
1عضو علمی | ||
2گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
در این مقاله، ما امواج سطحی قطبیده TM درسطح بلور فوتونی نیمه بی نهایت یک بعدی با لایه کلاهکی که به شکل بلور غیرخطی تک محوری است با استفاده از انتگرال اول معادلات ماکسول بصورت تحلیلی بررسی نموده ایم. لایه کلاهک مورد نظر را به شکل غیرخطی خود-واکانونی کننده در نظر گرفته و با استفاده از روش انتگرال اول معادلات ماکسول، پاشندگی امواج سطحی قطبیده TM را در حضور این لایه کلاهک بطور تحلیلی بدست آورده ایم. بلور فوتونی تک بعدی در دو نوع بلور فوتونی شامل متاماده (که از لایه های متناوب چپگرد و راستگرد ساخته شده است) و بلور فوتونی معمولی بررسی شده است. نتایج ما نشان می دهدکه در میان این دو ساختار، تنها دربلور فوتونی شامل متاماده، پاشندگی امواج سطحی با شدت میدان الکترومغناطیسی در سطح لایه کلاهک غیرخطی خود-واکانونی کننده قابل کنترل است. همچنین با مقایسه نتایج بدست آمده با روش بازتاب کلی( ATR ) در حالت خطی، دریافتیم که نتایج حاصله از هر دو روش با هم در انطباق هستند. | ||
کلیدواژهها | ||
بلور فوتونی؛ امواج سطحی؛ متاماده | ||
عنوان مقاله [English] | ||
Study of TM surface waves in metamaterial photonic crystals with self-defocusing uniaxial nonlinear cap layer | ||
نویسندگان [English] | ||
karim Milanchian2؛ | ||
2Department of Physics, Payame Noor University, Tehran, IRAN | ||
چکیده [English] | ||
In this paper, we have analytically investigated the TM surface waves (SWs) by using the first integral of Maxwell’s equations in a semi-infinite one-dimensional photonic crystal (1DPC) which is truncated with the self-defocusing uniaxial nonlinear cap layer. We have studied the considered 1DPC in two cases: a metamaterial PC case (which has been made of alternate left-handed and right handed layers) and a usual PC case. Our findings reveal that between these structures, only in metamaterial PC case the dispersion of nonlinear SWs can be controlled by changing of the intensity of the electromagnetic field at the surface of self-defocusing nonlinear cap layer. Also, by comparing our results with those of the attenuated total reflection (ATR) method in the linear regime, we found that they are in line with them. | ||
کلیدواژهها [English] | ||
Photonic crystals, Surface waves, metamaterials | ||
مراجع | ||
[1] E. Yablonovitch, Photonic band-structures, J. Opt. Soc. Am. B, 10 (1993) 283. [2] J. D. Joannopoulos, R. D. Meade, and J. N. Winn. PhotonicCrystals: Molding the Flow of Light, 2th ed: Princeton, NJ; 2008. [3] P. Lodahl, A. Floris van Driel, A. Irman, K. Overgaag, D. Vanmaekelbergh, and W. L. Vos, Controlling the dynamics of spontaneous emission from quantum dots by photonic crystals, Nature . 430 (2004), 654. [4] P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Müller, R. B. Wehrspohn, U. Gösele, and V. Sandoghdar, Highly Directional Emission from Photonic Crystal Waveguides of Subwavelength Width, Phys. Rev. Lett. 92 (2004) 113903. [5] H. Taniyama, Waveguide structures using one-dimensional photonic crystal, J. Appl phys. 91 (2002) 3511. [6] R. D. Meade, K. D. Brommer, A. M. Rappe, and J. D. Joannopoulos, Electromagnetic Bloch waves at the surface of a photonic crystal, Phys. Rev. B. 44 (1991) 10961. [7] P.Yeh, Yariv, and A. Cho, Optical surface waves in periodic layered media, Appl. Phys. Lett. 32 (1978) 104. [8] F. Michelotti, and E. Descrovi, Temperature stability of Bloch surface wave biosensors, Appl. Phys. Lett. 99 (2011) 231107. [9] M. Shinn, and W. Robertson, Surface plasmon-like sensor based on surface electromagnetic waves in a photonic band-gap material, Sens. Actuators B. 105 (2005) 360. [10] V. N. Konopsky, T. Karakouz, E. V. Alieva, Ch. Vicario, S. K. Sekatskii, and G. Dietler, Photonic Crystal Biosensor Based on Optical Surface Waves, Sensors. 13 (2013) 2566. [11] H. Taniyama, Waveguide structures using one-dimensional photonic crystal, J. Appl. Phys. 91 (2002) 3511. [12] Z. Eyni, A. Namdar, S. Roshan Entezar, and H. Tajalli, Dispersion properties of nonlinear surface waves in one-dimensional photonic crystals with a nonlinear self-defocusing cap layer of left-handed metamaterial, J. Opt. Soc. Am. B. 27 (2010) 2116. [13] A. Namdar, S. Roshan Entezar, H. Tajalli, and Z. Eyni, Backward nonlinear surface Tamm states in left-handed metamaterials, Opt. Express. 16 (2008) 10543. [14] Z. Eyni, S. Roshan Entezar, A. Namdar, and H. Tajalli, Tamm states of a nonlinear slab sandwiched between a uniform medium and a one-dimensional photonic crystal, PIERL. 18 (2010) 115. [15] S. Roshan Entezar, A. Namdar, H. Tajalli, and Z. Eyni, Nonlinear surface waves in one-dimensional photonic crystals containing left-handed metamaterials, Phys. Rev. A. 78 (2008) 023816. [16] A. D. Boardman, A. A. Maradudin, G. I. Stegman, T. Twardowski, and E. M. Wright, Exact theory of nonlinear p-polarized optical waves, Phys. Rev. A. 35 (1987) 1159. [17] A. D. Boardman, and T. Twardowski, Transverse-electric and transverse-magnetic waves in nonlinear isotropic waveguides, Phys. Rev. A. 39 (5) (1989) 2481. [18] D. Mihalache, G. I. Stegman, A. D. Boardman, and T. Twardowski, Exact dispersion relations for transverse magnetic polarized guided waves at a nonlinear interface, Opt. Lett. (1987) 187. [19] D. Mihalache, R. G. Nazmitdinov, and V. K. Fedyanin, P-Polarized Nonlinear Surface Waves in Symmetric Layered Structures, Phys. Scr. 29 (1984) 269. [20] A. Namdar, I. V. Shadrivov, and Y. S. Kivshar, Excitation of backward Tamm states at an interface between a periodic photonic crystal and a left-handed metamaterial, Phys. Rev. A. 75 (2007) 053812. [21] R. A. Shelby, D. R. Smith, and S. Schultz, Experimental Verification of a Negative Index of Refraction, Science. 292 (2001) 77. [22] U. K. Chettiar, A. V. Kildishev, H. K. Yuan, W. Cai, S. Xiao, V. P. Drachev, and V. M. Shalaev, Dual-band negative index metamaterial: double negative at 813nm and single negative at 772nm, Opt. Lett. 32 (2007) 1671. [23] A. Boltasseva, and V. M. Shalaev, Fabrication of optical negative-index metamaterials: Recent advances and outlook, Metamaterials. 2 (2008) 1. [24] A. Yariv, and P. Yeh. Optical Waves in Layered Media: Wiley, New York; 1988. [25] R. D. Meade, K. D. Brommer, A. M. Rappe, and J. D. Joannopoulos, Electromagnetic Bloch waves at the surface of a photonic crystal, Phys. Rev. B. 44 (1991) 10961. [26] J. Martorell, D. W. L. Sprung, and G. V. Morozov, Surface TE waves on 1D photonic crystals, J. Opt. A, Pure Appl. Opt. 8 (2006) 630. [27] A. D. Boardman, P. Egan, Novel nonlinear surface and guided TE waves in asymmetric LHM waveguides, J. Opt. A. 11 (2009) 114032. [28] M. Abramowitz, and A. S. Stegun.Handbook of Mahematical Function: Dover, New York; 1972. [29] A. Namdar, I. V. Shadrivov, and Y. S. Kivshar, Excitation of backward Tamm states at an interface between a periodic photonic crystal and a left-handed metamaterial, Phys. Rev. A. 75 (2007) 053812 . | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 314 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 145 |