Dergiler / Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi / 2019 / Cilt: 7 - Sayı: 4
FOTONİK KRİSTALLERDE TÜMYÖNLÜ BANT ARALIĞININ İNCELENMESİ
- Sayfa
- 744–750
- DOI
- —
Özet
Kablolu ve kablosuz ağ teknolojilerinde veri kullanım oranının artması taşıyıcı ortamdaki bant genişliklerinin daha etkin kullanıması gerekliliğini ortaya çıkarmıştır. Gelişen malzeme teknolojisi sayesinde nanometre boyutlarında düşük güçle çalışan ve optik spektrumun verimli kullanılmasını sağlayan bileşenlerin tasarlanması mümkün hale gelmiştir. Bu çalışmada optik frekans bölgesindeki uygulamalarda kullanılan geliş açısı ve kutuplanmadan bağımsız tümyönlü yansıtıcı bileşeninin analiz ve tasarımı yapılmıştır. Tümyönlü yansıtıcının bant kenar frekanslarının belirlenmesinde, bilinen sayısal yöntemlere alternatif olarak daha hızlı ve yüksek doğrulukta sonuç veren genelleştirilmiş saçılma matrisi yardımcı fonksiyonları (AFGSM) yöntemi kullanılmıştır. Önerilen alternatif yöntem ile periyodiklik koşulu altında istenen tümyönlü yansıtıcı parametrelerini sağlayan fotonik kristalli dielektrik malzemeler uygun şekilde seçilmiş (Te, Ta2O5, TiO2) ve elde edilen sonuçlar bilgisayar benzetimleri ile doğrulanmıştır. Tasarımı yapılan yansıtıcı, optik dalgaboyu bölgesinde %56.63’lük tümyönlü bağıl bant genişliği (ORB) değerine sahip, 924 nm – 1654 nm aralığında tümyönlü fotonik durdurma bandı (OBG) sağlamaktadır.
Abstract
Rapidly increasing data usage rates in fixed and wireless technologies encouraged the researches to find alternative ways of using limited bandwidth in carrier medium more efficiently. Recent developments in material science, particularly in nanometer scale, allowed engineers to design low power components that can ensure efficient use of optical spectrum. In this study, we designed an omnidirectional reflector that can be used as an optical component without any dependency on polarization or angle of incidence. Band edge frequencies of omnidirectional reflector are determined by employing auxiliary functions of generalized scattering matrix (AFGSM) method which provides faster and accurate estimates in comparison to conventional methods existing in the literature. Using the proposed method proper photonic crystal structures (Te, Ta2O5, TiO2) are selected according to given design objective while satisfying the periodicity condition. Computer simulation results are given for verification. The designed reflector provides an omnidirectional relative bandwidth (ORB) value of 56.63% with an omnidirectional photonic bandgap (OBG) in the range of 924 nm to 1654 nm in optical wavelength region.