YMF18 özet kitapçığı - Department of Physics

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Çizgi kusurlu fotonik kristal dalga kılavuzlarında saçıcıların konumlarınındeğiĢtirilmesi ile yavaĢ ıĢık özelliklerinin iyileĢtirilmesiFulya Bağcı ve Barış AkaoğluFizik Mühendisliği Bölümü, Ankara Üniversitesi, Tandoğan, 06100 AnkaraS12YavaĢ ıĢık optik gecikme hatları, optiksel ara bellekler, tamamen optik sinyal iĢleme ve çok hassasçalıĢan algılayıcılar gibi alanlarda uygulama bulmaktadır [1,2]. Fotonik kristal dalga kılavuzları(PCW) oda sıcaklığında çalıĢabilmeleri, çip üzerine entegre edilebilmeleri, geniĢ ve ayarlanabilir bandaralıkları ile bu alanda tercih edilen yapılardır [3,4]. Fakat PCW'ların da yavaĢ ıĢık rejiminde görülenyüksek dereceden dağınım etkileri sinyalde bozulmaya neden olmaktadır [5]. Ayrıca gelenekselPCW'larında kayıp oranının yüksek olması bu tip yapıların tasarımlarında yavaĢ ıĢık uygulamaları içinbazı değiĢikliklerin yapılmasını gerektirmektedir.Halka Ģeklinde saçıcılar algılayıcı uygulamalarında yüksek duyarlılık sağlamaktadır [6]. Saçıcınınkonumunu değiĢtirmek daha fazla kontrol imkanı verdiğinden teknolojik olarak tercih edilmektedir[7]. Bu çalıĢmada, silika alttaĢ üzerinde kusuru çevreleyen ilk sırada halka Ģeklinde saçıcılara sahipsilikon üçgen örgülü fotonik kristal dalga kılavuzları kullanılmıĢtır. Kusur etrafındaki ilk ve ikinci sırasaçıcılarının konumları dikey doğrultuda aĢağı veya yukarı yönde değiĢtirilerek dalga kılavuzununyavaĢ ıĢık performansı grup indisi, band geniĢliği ve grup hız dağınımı açısından incelenmiĢtir.Hesaplamalarda düzlem dalga açılımı yöntemini uygulayan “MIT Photonic-Bands” (MPB) paketikullanılmıĢtır [8]. Üç boyutlu hesaplamalar etkin indis yöntemi ile iki boyuta indirgenerek yapılmıĢtır.Ġlk sıra saçıcıların konumunda değiĢme s1 ve ikinci sıra saçıcıların konumunda değiĢme ise s2 ilegösterilecek olursa,s2'nin artıĢı ile grup indisindeki değiĢimin s1=0 için en fazla olduğu bulunmuĢtur.s1 negatif yönde arttıkça (çizgi kusurundan uzaklaĢtıkça) s2'nin artıĢı ile grup indisindeki artıĢ oranıazalmaktadır. Grup indisi–frekans eğrileri baĢlangıçta basamak biçiminde iken s2'nin artması ile grupindisi değeri artmakta, band aralığı azalmakta ve eğri U-biçimine dönüĢmektedir. Ayrıca s2'nin çizgikusuruna doğru kayma oranının artırılması bandın band aralığı kılavuzlu kısmını hava bandına doğruyaklaĢtırdığından yavaĢ ıĢık rejiminin görüldüğü bölge maviye kaymaktadır. Örgü sabiti(a) cinsindenilk sıra saçıcılar çizgi kusuruna 0.02a, ikinci sıra saçıcılar ise 0.08a kadar yaklaĢtırıldığında ıĢığın hızı0.005c'ye kadar düĢürülebilmektedir. YavaĢ ıĢığın gözlendiği bölgeye karĢılık gelen grup hız dağınımıdeğerleri de oldukça düĢük (GVD