Please use this identifier to cite or link to this item: http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/75219
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Modeling of Photon Crystals of Microwave Range Using Interference Matrixes
Other Titles Моделювання фотонних кристалів мікрохвильового діапазону з використанням матриць інтерференції
Authors Bilozeretseva, V.
Diakonenko, N.
Ovcharenko, O.
ORCID
Keywords фотонні кристали
інтерференція світла
багатошарова система
матричний метод
photonic crystals
interference of light
multi-layered system
matrix method
Type Article
Date of Issue 2019
URI http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/75219
Publisher Sumy State University
License
Citation Bilozeretseva, V. Modeling of Photon Crystals of Microwave Range Using Interference Matrixes [Текст] = Моделювання фотонних кристалів мікрохвильового діапазону з використанням матриць інтерференції / V. Bilozeretseva, N. Diakonenko, J. Ovcharenko // Журнал нано- та електронної фізики. - 2019. - Т. 11, № 5. - 05035. - DOI: 10.21272/jnep.11(5).05035.
Abstract Можливість управління властивостями фотонних кристалів шляхом зміни параметрів шарів дозволяє створювати унікальні оптоелектронні пристрої. Властивості таких середовищ зумовлені утворенням дозволених та заборонених ділянок для електромагнітного випромінювання. Поведінка заборонених та дозволених зон (зони з високим відбиттям та високою прохідністю) добре описана теорією багатошарових покриттів. Фотонні кристали можна моделювати за допомогою багатошарових інтерференційних структур. Інтерференційні системи, що складаються із змінних плівок необхідної оптичної товщини з високими та низькими показниками заломлення, дозволяють зменшити відбиття світла у вузькій чи широкій спектральній області, збільшити відбиття падаючого світла на різних ділянках спектральної ширини, відокремити вузьку спектральну область монохроматичного світла. Теоретичні дослідження можна проводити, використовуючи як матричні методи, так і аналітичні формули, які розроблені для багатошарових структур. Моделювання гетерогенного шару здійснюється шляхом заміни плавного розподілу показника заломлення на ступінчастий профіль. Кожен шар описується за допомогою матриць інтерференції. Розроблені розрахункові програми з використанням матричного методу дозволяють отримати задані оптичні характеристики (відбиття, пропускання) для будь-яких багатошарових покриттів. Ми моделювали інтерференційне дзеркало з четверть хвильовими оптичними товщинами шарів, що чергуються, та нормальним падінням світла. Наведені графіки демонструють неабиякий збіг результатів оптичних характеристик багатошарових покриттів, отриманих за допомогою матричного методу з експериментальним та числовим FDTD (Finite-Difference Time-Domain) методом. Багатошарова система з дефектним шаром має пік пропускання у забороненій зоні, тобто це звичайний інтерференційний фільтр. Таким чином фотонні кристали можна моделювати за допомогою багатошарових інтерференційних структур та обчислювати за допомогою матричних методів.
The ability to control the properties of photonic crystals by changing the parameters of the layers allows to create unique optoelectronic devices. Properties of such environments are due to the formation of permitted and forbidden areas for electromagnetic radiation. The behavior of forbidden and permitted zones (high reflection and high-transmission areas) is well described by the theory of multilayer coatings. Photonic crystals may be considered using multilayer interference structures. Interference systems consisting of alternating films of the required optical thickness with high and low refractive indexes allow reducing the reflection of light in a narrow or wide spectral region, to increase reflection of incident light at different sections of spectral width, to separate narrow spectral region of monochromatic light. Theoretical studies can be carried out using both matrix methods and analytical formulas developed for multilayer. The simulation of a heterogeneous layer is carried out by replacing the smooth distribution of the refractive index with a stepped profile. Each layer is described using matrices of interference. The developed calculation programs using the matrix method make it possible to obtain the given optical characteristics (reflection, transmission, etc.) for any multilayer coatings. We simulated an interference mirror with quarterwave optical thicknesses of alternating layers and normal incidence of light. The graphs presented show a remarkable coincidence of the results of optical characteristics of multilayer coatings obtained using the matrix method with experimental and numerical FDTD (Finite-Difference Time-Domain) method. A multilayer system with a defective layer has a bandwidth in the band gap; it is a conventional interference filter. Thus, this confirms that photonic crystals can be modeled using multilayer interference structures and calculations using matrix methods.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

Bulgaria Bulgaria
23146
China China
6112769
Germany Germany
88603
Greece Greece
1
Iran Iran
1
Ireland Ireland
11574
Lithuania Lithuania
1
Netherlands Netherlands
145
Ukraine Ukraine
3358403
United Kingdom United Kingdom
302286
United States United States
22727571
Unknown Country Unknown Country
604035
Vietnam Vietnam
1069

Downloads

Indonesia Indonesia
1
Lithuania Lithuania
1
Ukraine Ukraine
3358404
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
22727571
Unknown Country Unknown Country
1
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Bilozeretseva_jnep_5_2019.pdf 371,57 kB Adobe PDF 26085980

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.