«Ֆոտոնային բյուրեղներ»–ի խմբագրումների տարբերություն

չ
clean up, փոխարինվեց: : → ։ (18) oգտվելով ԱՎԲ
No edit summary
չ (clean up, փոխարինվեց: : → ։ (18) oգտվելով ԱՎԲ)
'''Ֆոտոնային բյուրեղները''' ({{lang-en|photonic crystals}}) պարբերական դիէլեկտրիկ համակարգեր են, որոնք ֆոտոնների համար կատարում են նույն դերը, ինչ որ [[էլեկտրոններ]]ի համար կատարում է ատոմների բյուրեղական ցանցը։ Հայտնի է, որ բնության մեջ հանդիպող տարբեր բույսերի, միջատների և թռչունների մոտ կարելի է հանդիպել այդպիսի պարբերական համակարգեր, որով էլ հաճախ պայմանավորված է լինում նրանց գունավորումը<ref name=Jeremy2008>{{citation | author = J W. Galusha et al. | year = 2008 | title = Discovery of a diamond-based photonic crystal structure in beetle scales | journal = Physical Review E | volume = 77 | issue = 050904R | pages = 1539-3755 | doi = : 10.1103/PhysRevE.77.050904 | url =http://journals.aps.org/pre/pdf/10.1103/PhysRevE.77.050904 |format=PDF | pmid = 050904R | bibcode=10.1103/PhysRevLett.112.068103}}</ref>
[http://www.viewsfromscience.com/documents/webpages/natural_photonics_p1.html Natural Photonic Crystals]
Նանոտեխնոլոգիների զարգացմանը զուգընթաց հնարավոր է դարձել ստեղծել արհեստական պարբերական համակարգեր, որոնք իրենց յուրօրինակ օպտիկական հատկությունների շնորհիվ գտել են բազմաթիվ կիրառություններ, ինչպես օրինակ, օպտիկական ֆիլտրեր, փոխանջատիչներ, ալիքատարներ և ռեզոնատորներ<ref name=PCfilters>{{citation | author = Shanhui Fan, P. R. Villeneuve, J. D. Joannopoulos, and H. A. Haus | year = 1998 | title = Channel drop filters in photonic crystals | journal = Optics Express | volume = 3 | issue = 3 | pages = 4–11 | doi = 10.1364/OE.3.000004 | url =http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-3-1-4 |format=PDF| bibcode=http://dx.doi.org/10.1364/OE.3.000004}}</ref><ref name=PCSwitch>{{citation | author = Takasumi T. et al. | year = 2005 | title = All-optical switches on a silicon chip realized using photonic crystal nanocavities | journal = Applied Physics Letters | volume = 87 | issue = 15 | pages = 151112 - 151112-3 | doi = 10.1063/1.2089185 | url =http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=4816896&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D4816896 |format=PDF }}</ref><ref name=PCResonator>{{citation | author = Yoshihiro Akahane1, Takashi Asano, Bong-Shik Song and Susumu Noda | year = 2003 | title = High-Q photonic nanocavity in a two-dimensional photonic crystal | journal = Nature | volume = 425 | pages = 944-947 | doi = 10.1038/nature02063 | url =http://www.nature.com/nature/journal/v425/n6961/abs/nature02063.html|format=PDF }}</ref>: ։
 
==Պատմությունը==
Չնայած նրան, որ ֆոտոնային բյուրեղները սկսվել են ուսումնասիրվել դեռևս 1880 ական թվականներին Լորդ Ռելեյի({{lang-en|Lord Rayleigh}}) աշխատանքներում, որտեղ ուսումնասիրվել են դիէլեկտրիկ թիթեղների պարբերական համակարգեր (այս պարբերական բազմաշերտ համակարգերը իրենցից ներկայացնում են ֆոտոնային բյուրեղների ամենապարզ օրինակները), ֆոտոնային բյուրեղներ անվանում առաջին անգամ օգտագործվել է Յելի Յաբլոնովիչի ({{lang-en|Eli Yablonovitch}}) և Ջոն Սաջեևի ({{lang-en|John Sajeev}}) կողմից 1987թ.-ին լույս տեսած աշխատություններում <ref name=Yablonovitch1987>{{citation | author = E. Yablonovitch | year = 1987 | title = Inhibited Spontaneous Emission in Solid-State Physics and Electronics | journal = Physical Review Letters | volume = 58 | issue = 20 | pages = 2059–2062 | doi = 10.1103/PhysRevLett.58.2059 | url =http://www.ee.ucla.edu/faculty/papers/eliy1987PhysRevLett.pdf |format=PDF | pmid = 10034639 | bibcode=1987PhRvL..58.2059Y}}</ref><ref name=John1987>{{citation | author = S. John | year = 1987 | title = Strong localization of photons in certain disordered dielectric superlattices | journal = Physical Review Letters | volume = 58 | issue = 23 | pages = 2486–2489 | doi = 10.1103/PhysRevLett.58.2486 | url = http://www.physics.utoronto.ca/~john/john/p2486_1.pdf |format=PDF | pmid = 10034761 | bibcode=1987PhRvL..58.2486J}}</ref>։
Դեռևս Լորդ Ռելեյի աշխատանքներից հայտնի էր, որ այս պարբերական համակարգերի հաճախային բնութագրերը ունեն այսպես կոչված հաճախային գոտիական կառուցվածք:կառուցվածք։ Այլ կերպ ասած կան հաճախությունների արգելված գոտիներ, որոնց համար այդպիսի հաճախություններով էլեկտրամագնիսական ալիքները չեն կարող տարածվել այս համակարգով և այդ տիրույթում դիտվում է այդ ալիքների գրեթե հարյուր տոկոս անրադարձում:անրադարձում։ Այս հանգամանքը այժմ էլ օգտագործվում է մի շարք խնդիրներում՝ սկսած անրադարձիչներից մինչև լուսադիոդների էֆֆեկտիվության բարձրացումը:բարձրացումը։
<br />
1946թ.-ին Պարսելը ({{lang-en|Purcell}}) իր հետազոտություններով ցույց էր տվել որ, նյութի սպինային էներգետիկ վիճակներից ռադիոալիքների ճառագայթումը կարելի է փոփոխել այդ նյութի մեջ դիսպորսելով մետաղական նանոմասնիկներ՝ այսպիսով ստեղծելով ռեզոնանսային վիճակներ<ref name=Purcell>{{citation | author = Purcell E.M. | year = 1946 | title = Spontaneous emission probabilities at radio frequencies | journal = Phisical Review | volume = 69 | pages = 681| url =http://journals.aps.org/pr/pdf/10.1103/PhysRev.69.674.2 }}</ref> :։
Ավելի ուշ՝1972թ.-ին Բիկովի({{lang-ru|Быков}}) աշխատանքում քննարկվել էր այն հարցը, որ ատոմների սպոնտան ճառագայթման հավանականությունը կարելի է փոքրացնել այն տեղադրելով դիէլեկտրիների պարբերական համակարգում որի պարբերականությունը ավելի փոքր է քան ազատ ատոմի ճառագայթման ալիքի երկարությունը:երկարությունը։ Դա պայմանաորված է այն հանգամանքով որ պարբերական համակարգը ստեղծում է ֆոտոնային արգելված գոտի, որն արգելակում է ատոմի ճառագայթումը, քանզի այդպիսի համակարգում չեն կարող գոյություն ունենալ սպասվելիք հաճախությամբ ֆոտոնային վիճակներ<ref name=Bykov>{{citation | author = Быков, В. П. | year = 1972 | title = Спонтанное излучение в периодической структуре | journal = ЖЭТФ| pages = 505-513}}</ref> :։
Այնուամենայնիվ, բոլոր այս քննարկումները մինչև Յաբլոնովիչի և Սաջեևի աշխատանքները մնացել էին որպես քննարկումներ քանզի այդ ժամանակ տեխնոլոգիաները թույլ չեին տալիս պատրաստել օպտիկական տիրույթի ալիքի երկարություններից փոքր պարբերականությամբ համակարգեր, և աշխատանքները կամ լրիվ տեսական էին, կամ փորձերը կատարվում էին ռադիոալիքների տիրույթում,որտեղ ալիքի երկարությունը սանտիմետրերի կարգի է:է։
 
== Ֆոտոնային բյուրեղների տեսակները ==
[[File:Երկչափ և Միաչափ.png|thumb|Միաչափ և երկչափ ֆոտոնային բյուրեղների օրինակներ]]
[[File:3D ֆոտոնային բյուրեղ.png|thumb|Եռաչափ ֆոտոնային բյուրեղի օրինակ]]
Ֆոտոնային բյուրեղները կարող են լինել ՝ միաչափ ({{lang-en|one dimensional կամ 1D }}), երկչափ ({{lang-en|two dimensional կամ 2D }}) կամ եռաչափ ({{lang-en|three dimensional կամ 3D }}), բոլոր վերը նշված ֆոտոնային բյուրեղների օրինակները բերված են նկարներում:նկարներում։
Ընդհանուր առմամբ միաչափ ֆոտոնային բյուրեղները դրանք այն դիէլեկտրիկ համակարգերն են, որոնք ունեն պարբերականություն տարածական միայն մեկ ուղությամբ,երկչափերը՝ երկու ուղղությամբ, եռաչափերը՝ երեք ուղղությամբ:ուղղությամբ։ Այս սահմանումները սահմանափակումներ չեն դնում համակարգի միավոր բջջի երկրաչափական ձևի և չափերի վրա:վրա։ Միավոր բջիջը դա համակարգի այն միավոր բաղադրիչն է, որը կրկնվում է պարբերաբար և կազմում է պարբերական համակարգի հենքը:հենքը։
Որպես միաչափ պարբերական համակարգերի օրինակներ կարելի է դիտարկել ցանկացած բազմաշերտ դիէլեկտրիկ համակարգեր որի շերտերտերը մերթընդմեջ փոփոխվում են մեկ դիէլեկտրիկից մույսը:Ընդմույսը։Ընդ որում, դիէլեկտրիկները կարող են լինել երկուսը կամ ավելին և համակարգը կարող է ունենալ մեկից ավելի պարբերականություն:պարբերականություն։ Որպես երկչափ ֆոտոնային համակարգերի օրինակ կարելի վերցնել ցանկացած համակարգ, որի միավոր բջիջը կրկնվում է տարածական երկու ուղղություններով, ինչպես օչինակ, պատկերում բերված ֆոտոնային բյուրեղը, որի միավոր բջիջը դիէլեկտրիկ գլան է և պարբերական համակարգը ունի հեքսագոնային պարբերականություն (հեքսագոնային ({{lang-en|hexagonal }}) պարբերականությամբ օժտված են այն բյուրեղները, որոնց պարբերականության երկու ուղղությունները կազմում են 60<sup>օ</sup> անկյուն):Որպես։Որպես երկչափ ֆոտոնային բյուրեղի օրինակ կարելի է դիտարկել նաև պարբերական անցքերով դիէլեկտրիկ թիթեղները:թիթեղները։
Նույն տրամաբանությամբ կարելի է կառուցել եռաչափ ֆոտոնային բյուրեղ, վերցնելով ցանկացած դիէլեկտրիկ կառուցվածք որպես բջիջ և կրկնելով այն տարածական երեք ուղղություններով:ուղղություններով։
 
== Ֆոտոնային բյուրեղների Ֆիզիկան ==
Ինչպես էլեկտրամագնիսականության ցանկացած այլ խնդրի այնպես էլ ֆոտոնային բյուրեղների ֆիզիկայի հիմքում ընկած են էլեկտրամագնիսականության օրենքները, որոնք ամբողջությամբ նկարագրվում են [[Մաքսվելի հավասարումներով]]:։
 
== Համակարգչային մեթոդները ==
 
 
== Կիրառությունները ==
285 960

edits