cristale fotonice

32
UNIVERSITATEA Facultatea Ingineria si Departamentul POLITEHNICA Managementul Sistemelor Tehnologia Constructiilor BUCURESTI Tehnologice de Masini Cristale Fotonice

Upload: mihaiiulian

Post on 24-Sep-2015

165 views

Category:

Documents


14 download

TRANSCRIPT

UNIVERSITATEA Facultatea Ingineria si Departamentul POLITEHNICA Managementul Sistemelor Tehnologia Constructiilor BUCURESTI Tehnologice de Masini

Cristale Fotonice

Student : Niculescu DorinGrupa: 631 ABSpecializare: NSNAn: IIIProfesor Coordonator : Conf. Dr.Ing. Lacatus Elena

Cuprins

IntroducereCapitolul 1: Modul de proiectare a cristalelor fotonice 1.1 Tipuri de cristale fotoniceCapitolul 2: Materiale fotonice 1D 2.1 Ghid de unda 2.2 Microcavitati in ghiduri de unda canalCapitolul 3: Cristale fotonice 2D 3.1 Materiale fotonice cu simetrie hexagonala 3.2 Structuri fotonice 2D in forma de fibra 3.3 Grilaje de difractie din cristale fotonice 3.4 Lasere DFB si ghiduri de unda din cristale fotonice 2D 3.5 Microcavitati din cristale fotonice 2DConcluzii

Introducere:Fotonica este disciplina care studiaza fenomenele fizice si tehnologiile associate generarii, transmisiei, manipularii, detectarii si utilizarii luminii si s-a transformat de-a lungul anilor intr-un domeniu capital pentru stiinta si tehnologie, capatand o dezvoltare din ce in ce mai accelerata datorita evolutiei nanotehnologiei, stiintei materialelor, opticii. Aplicabilitatea cristalelor fotonice s-a extins, datorita cercetarii, ele putand fi folosite in ghiduri de unda, filtre de inalta rezolutie spectral, in telecomunicatii bazate pe fibra optica si, din ce in ce mai des, in componenta laserilor, diodelor emitatoare de lumina sau a fibrelor subtiri cu structure periodice ca strat de protective pe cardurile de credit. In viitor, se preconizeaza constructia diodelor si tranzistorilor din cristale fotonice, primul pas catre realizarea calculatoarelor cu structura complet optica. La nivelul simtului comun, cristalele fotonice pot fi definite ca structurile care au constanta dielectrica periodica in una, doua sau trei dimensiuni si prezinta banda interzisa. Cristalele fotonice au proprietatea de a manipula lumina, reusind totusi sa mentina o dimensiune mica ce este necesara compozitiei dispozitivelor de dimensiuni reduse. Din pacate, in acest moment, calitatea cristalelor fotonice nu permite integrarea lor intr-o mare varietate de dispozitive, un avantaj major in sporirea calitatii lor, fiind gama larga de materiale si metode de procesare disponibile, in particular in ceea ce priveste semiconductorii. Acesti semiconductori organici au primit o atentie deosebita, gratie posibilelor lor aplicari in spectrul optoelectronicii moleculare si a fotonicii, polimerii avand un prt destul de redus si putand fi folositi pentru imbunatatirea proprietarilor optice. In plus, noile tehnologii fotonice si nanofotonice de procesare a datelor se bazeaza din ce in ce mai frecvent pe material polimerice, pentru ca acestea au proprietati optice neliniare care deriva din prezenta electronilor delocalizati. Tehnologiile fotonice nu pot fi analizate ca dispersate de material si implica aspect variate, cum ar fi: sinteza, investigarea proprietatilor, aranjamentul la nivel molecular, procesarea si fabricarea de dispozitive.

1: Modul de proiectare a cristalelor fotonice1.1: Tipuri de cristale fotoniceIn functie de modul de propagare a fasciculului de fotoni prin cristal, exista trei tipuri de cristale fotonice: Unidimensional (banda interzisa exista doar pentru o singura directie de propagare) Bidimensional (cu banda fotonica interzisa pentru doua directii de propagare) Tridimensional (banda fotonica interzisa este completa)Ceea ce a dus la aparitia unei benzi fotonice interzise este periodicitatea cristalului. Banda de deasupra benzii fotonice interzise se numeste banda de aer, iar cea de dedesubt banda de dielectric dupa modelul semiconductorilor. Fotonii se decupleaza in modurile transversal magnetic (TM) si transversal electric (TE). Cercetarile au demonstrat ca benzile fotonice interzise pentru modurile TM sunt favorizate atunci cand vorbim despre o retea de regiuni cu un ridicat, izolate una de cealalta, iar benzile interzise pentru modurile TE sunt caracteristice retelelor conectate. In ceea ce priveste suprafata unui cristal fotonic, ea poate fi caracterizata relativ la: Inclinare (se refera la unghiurile dintre normala la suprafata si axele cristalului) Terminatia (delimiteaza locul in care se taie suprafata, in lungul celulei-unitate) Modurile de suprafata apar cand in apropierea cristalului sunt moduri electromagnetice care nu se pot propaga in cristal datorita benzii interzise. Aceste moduri depind si de vectorul de unda k. Pentru identificarea lor, alegem (s, k) si incercam sa gasim un vector de unda perpendicular pe suprafata, k pentru care s = n (k, k), unde n este o frecventa care se poate propaga prin cristal. Acest procedeu de a gasi toti k pentru fiecare k se numeste proiectia structurii de benzi pe suprafata zonei Brillouin. In situatia in care apare un defect de aer (presupune indepartarea de dielectric), modul corespunzator cavitatii trece in banda interzisa, din banda dielectrica, si poate ajunge in banda de aer, dar acest lucru depinde de cantitatea de dielectric indepartata. In acelasi sistem, daca, dimpotriva, defectul presupune adaugarea de material dielectric, modul cavitatii se transfera in banda interzisa, iar in ambele cazuri mentionate defectul poate fi obtinut oriunde in banda interzisa. Ghidul de unde prin indepartatea unui rand vertical de bare (figura 1.1) este un mecanism inovator de ghidare a luminii, cea mai ultilizata pana acum fiind fibra optica. Chiar si in cazul curbelor foarte stransa, fibra optica ghideaza in continuare fasciculul de fotoni, pentru ca frecventa modului ghidat se identifica in interiorul banzii interzise. Fibra optica se bazeaza pe reflexia interna totala. Exista, insa, situatia in care o fibra optica se curbeaza puternic, iar unghiul de incidenta este mult prea larg ca sa se mai produca reflexia interna totala, fasciculul de fotoni iesind pe la colturi. Laserele, rezonatorii cu pierderi foarte mici, dar si multe alte aplicatii ale cristalelor fotonice impugn utilizarea materialelor fotonice cu benzi complete. Primul material fotonic realizat de Yablonovitch a fost unul cu simetrie fcc.

Defect punctual, cristal 2D Figura 1.1 Defect in lungime, cristal 2D Figura 2.1

Prima structura care prezinta o banda interzisa 3D este structura de diamant. A fost demonstrat de cercetatorii de la MIT ca structura de diamant presupune banda completa, adica de-a lungul intregii suprafete Brillouin. Prima astfel de structura a fost explicitata de Ho Chan si Soukoulis, ca rezultat al calculelor teoretice despre propagarea undelor electromagnetice in medii dielectrice periodice. Structura strat peste strat permite modificarea unei game largi de parametrii dimensionali. In aceasta situatie, barele pot avea forma eliptica, circulara, dreptunghiulara, cu raporturi de umplere diferite. Materialul gazda poate fi un dielectric cu indice de refractie mare sau poate fi aer. Alternativ structura poate fi construita din bare de aer intr un bloc de material dielectric. O proprietate importanta a acestei structuri este dualitatea, aceasta fiind utila pentru realizarea calculelor. Nu este esential ca barele sa fie tangente, ci este suficienta simpla lor suprapunere, aceasta din urma producand benzi fotonice mai largi. Banda fotonica interzisa s-a optimizat in functie de parametrii structurali: Raportul c/a; Contrastul dielectric dintre cele doua materiale; Raportul de umplere a structurii care e controlat prin variatia lungimii barelor; Gradul de suprapunere dintre barele de dielectric. Primul cristal fotonic strat peste strat care a fost fabricat functioneaza in domeniul microundelor, are o banda fotonica interzisa completa intre 12 si 14 GHz si este alcatuit din bare cilindrice de aluminiu. O compozitie asemanatoare a fost realizata din bare dreptunghiulare de aluminiu, are o banda interzisa intre 18 si 24 GHz. Materialele fotonice realizate din bare de aluminiu care se ating, conform unor coordonate specifice, dau un raport optim de banda interzisa/mijlocul benzii interzise de 18%. Daca se folosesc cilindrii de forma eliptica banda interzisa este aproape inexistenta. Este important faptul ca pentru structura inversa cu cilindrii de aer intr un material dielectric rezulta o banda interzisa mult mai mare de aproape 25%, iar pentru bare de aer de forma eliptica de 27%. Aceste structuri cu 80 85% aer cu o geometrie multiplu-conectata au benzi fotonice mai largi, iar pentru conceperea lor s- a utilizat corodarea ionica.

Structura strat peste strat Figura 3.1

2: Materiale fotonice 1D2.1: Ghid de undaConceperea ghidurilor de unda folosind materiale fotonice 1D reprezinta unul dintre punctele focale ale cercetarilor, pentru ca au un coeficient de transmisie de aproape 90%. Structurile fotonice cu banda interzisa necesita un contrast al indicilor de refractie mai mare de 2:1, in vreme ce laserele DFB cu structura reticulara au un contrast al indicilor de refractie de maximum 1%. Exista insa si unele probleme care deriva din studierea acestor retele cu raportul indicilor de refractie ridicat. Una dintre ele se refera la dimensiunea fizica a ghidului de unda, cat mai multe grilaje puse astfel incat sa avem o banda fotonica interzisa. S-a determinat ca pentru o structura din GaAs cu o perioada de 400 nm urmata de zone cu aer largi de 80 nm, banda fotonica interzisa in intervalul lungimilor de unda 800 900 nm incepe sa se formeze pentru doua perioade. Banda interzisa este aproape formata pentru 4 perioade si este definitivata pentru 6 perioade. In comparatie cu structurile BFI ideale care au o atenuare de 16 dB/celula unitate, aceasta retea are o atenuare de 3 dB/celula unitate. Motivul acestei atenuari scazute este acela ca drumul optic nu este /4. Interactiile sunt suficient de puternice astfel incat sa se formeze o banda fotonica interzisa pentru un ghid de unda lung de cativa microni.Figura 4.2 ilustreaza un ghid de unda alcatuit din mai multe straturi de GaAs (n=3,5), si de AIAs oxidat (n=1,56). Grosimea stratului de AIAs este dubla fata de grosimea stratului de GaAs. Inlaturandu-se un strat de AIAs oxidat, a rezultat propagarea undei de-a lungul unei zone cu aer inconjurata de materialul cu un indice de refractie mai ridicat. Coeficientul de transmisie pentru modul fundamental este de 98,8%, astfel ca pierderile sunt foarte mici.

Ghid de unda dintr un cristal 1D Figura 4.2.

Ghid de unda dintr un cristal 1D cu un cristal 2D Figura 5.2

2.2: Microcavitati in ghiduri de unda canalIn domeniul microundelor se utilizeaza frecvent microcavitati fabricate din pereti metalici puternic reflectorizanti, insa metalele au pierderi foarte mari pentru frecventele optice, astfel ca trebuie utilizat alt tip de materiale, precum cristalele fotonice. Urmatoarele paragrafe vor detalia o clasa noua de microcavitati coplanare ce folosesc, pentru confinarea fluxului fotonic in doua dimensiuni si un cristal fotonic 1D, pentru a confina fotonii in cea de-a treia, un ghid de unda canal. Rezonatoarele Fabry-Perot sunt cele care se aseamana, din punct de vedere conceptual, cu aceste mcirocavitati, diferentiindu-se in acelasi timp prin geometria loc coplanara si prin confinarea foarte puternica a campurilor. Se impun doua intrebari fundamentale atunci cand trebuie sa construim o microcavitate: Care sunt modurile din cavitate? Cum putem cupla energia cu aceste moduri?Pentru a identifica raspunsurile, trebuie sa apelam la doua metode de calcul computerizate. Prima metoda ne permite sa stabilim comportamentul temporal al microcavitatii eficiente la cuplaj, pierderile prin imprastiere, factorul calitate 2. Desenul grilajului din dreapta figurii se foloseste pentru ilustrarea unui flux fotonic, unde cristalul fotonic 2D are benzi mai largi, indicele de refractie al materialului dielectric este 3, iar raza R a barelor cilindrice este 0,2 m, rezultand o banda fotonica interzisa intre = 1,9 m si = 3,7 m. Se considera d = 1 m, M = 3, Ng = 5 si distanta h = m. Au fost demonstrate si realizate curbele de maxima eficienta a grilajelor de acest tip, fiind modificat R, de la 0,1; 0,12; 0,15; 0,17; 0,2; 0,25 m. Intre = 2 m si = 3,5 m cu R = 0,15 m cu valori maxime ale eficientei de 99,96%, rezulta o zona de stralucire. Cea care influenteaza valoarea procentuala este reflectivitatea cristalului fotonic, astfel ca, pentru a ajunge la eficienta de 100%, Ng trebuie sa fie augmentat. Cristalul fotonic de pe partea dreapta a figurii 22 poate fi relevant pentru un flux de fotoni p polarizati, cristalele fotonice avand structura inversa si prezentand cele mai largi benzi interzise. Pentru un material cu un indice de refractie 3 si cu R mai mari de 0,32 m se obtin benzi fotonice destul de largi, aceasta valoare a razei fiind adoptata pentru a rezulta o dimensiune nu prea mare pentru coloanele de aer. Distanta ht = 0,43 m astfel incat R sa poata avea valori destul de mari. Ceilalti parametrii structurali sunt Ng = 5 si distanta h = m, rezultand o banda fotonica interzisa intre = 3 m si = 4,2 m astfel inca a fost necesar M = 3 pentru ca banda fotonica si zona de stralucire sa fie cat mai apropiate. Eficienta grilajului a fost stabilita in functie de lungimea de unda, prin modificarea parametrului R cu 0.25; 0.32; 0.4 m. Pentru un flux fotonic p-polarizat eficienta cristalelor fotonice nu este destul de mare, pentru ca, pentru R = 0,32 m, eficienta maxima poate fi de 90%, astfel incat nu se produce niciun efect de stralucire. Pentru sporirea eficientei, se pot modifica anumiti parametrii, M ramanand cu valoarea de 3, insa h=0,41 m fata de h = 0,86 m. Deoarece R nu se mai poate mari peste 0,4 m, atunci pentru a creste dimensiunea barelor se inlocuieste forma circulara cu una eliptica. Lungimea semiaxei paralele cu axa y ramane egala de 0,4 m, adica a = 0,4 m, iar semiaxa paralela cu axa x este modificata intre 0,4 m pana la 1,2 m. S-a calculat eficienta grilajului in functie de lungimea de unda, modificandu-se b = 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1; 1,2 m. Reflectivitatea cristalului fotonic influenteaza eficienta si o ridica la nivelul de eficienta maxima, rezultand valori ale lui b mai mici de 0,8 m. Valoarea rezultate este 99,5%. Astfel, pentru ambele polarizatii, se obtine o eficienta de aproape 100% pentru efectele de stralucire rezultate din actiunea grilajelor de difractie, din cristale fotonice cu banda interzisa. Curbele de eficienta pentru inovatoarele grilaje sunt similare cu cele ale grilajelor clasice pentru un flux fotonic s polarizat, fata de unul p- polarizat, pentru care curbele de eficienta nu sunt la nivelul grilajelor clasice. Se evidentiaza astfel un comportament distinct, ce poate fi explicat prin excitarea modurilor ghidate la partea de deasupra a grilajului cu contrast inversat, intre grila superioara a cristalului fotonic si planul de interfata superior. Cercetarile in privinta realizarii grilajelor de difractie cu cristale fotonice sunt inca in stari putin avansate, rezultatele actuale nefiind obtinute prin optimizari pentru fotonii s polarizati, spre deosebire de grilajele pentru fotonii p polarizati unde au fost necesare cateva imbunatatiri ale parametrilor astfel incat sa avem o eficienta foarte buna. Astfel de grilaje au roluri capitale in domenii precum spectroscopia, astronomia, al laserelor de mare putere sau al filtrelor.

3.4: Lasere DFB si ghiduri de unda din cristale fotonice 2DIntr-un cristal 2D controlul asupra fluxului de fotoni nu este complet, asa cum se intampla in cazul cristalelor 3D. Cu toate acestea,este posibila realizarea unei largi varietati de dispozitive. Pentru cristalele 2D, exista si o aplicatie deosebita, un nou tip de laser cu reactive pozitiva distribuita multidirectional, cunoscute ca DFB (distributed feedback). Acestea genereaza la iesire un fascicol de fotoni cu o stabilitate mai buna, pentru lungimi de unda mai precise decat laserele DFB obisnuite. Laserele DFB functioneaza in felul urmator: gratie unui grilaj care, datorita reactiei positive determina un castig pentru o lungime de unda dependenta de perioada grilajului. Gratie cristalelor fotonice este posibila realizarea laserelor DFB multidirectionale: pentru astfel de aparatura se foloseste un cristal fotonic bidimensional, in care insereaza doua plachete, A si B, prin tehnica de fuzionare a plachetelor. Prima placheta e formata dintr un strat activ cu gropi cuantice multiple de InGaAs/InP, = 1,3 m, crescut pe un substrat de InP de tip p. Placheta B este alcatuita dintr o structura cu o retea triunghiulara pe un substrat de InP de tip n. Un astfel de laser DFB dintr-un cristal fotonic 2D este ilustrat in figura 11.3 Perioada retelei triunghiulare in directia este proiectata astfel incat sa coincida cu lungimea de unda a fotonilor emisi de stratul activ, astfel incat se mai produce inca un proces DFB in directia . Astfel, structura triunghiulara periodica prezinta sase directii echivalente, astfel incat fotonii care se propaga pe directii individuale sunt difractati nu numai inapoi, ci si in celelate patru directii (60s, 120s). Cu alte cuvinte, in sase directii, unde se cupleaza unele cu altele. Rezultatul consta intr un cuplaj coerent dintre 6 unde care se propaga in directii echivalente si are loc o oscilatie laser.

Laser DFB dintr un cristal fotonic 2D (deasupra) care ii confera multidirectionalitate datorita efectului retelei triunghiulare Figura 11.3

Acest laser functioneaza ca aparatura de mare putere, putand oscila pe o larga suprafata bidimensionala, pentru ca fluxul de fotoni se cupleaza si in afara planului retelei triunghiulare, perpendicular pe substrat, astfel cristalul fotonic controleaza si modurile laterale. Figura 12.3 ilustreaza modul in care materialele fotonice cu banda interzisa 2D, pot fi utilizate ca ghiduri de unda, daca se determina un defect in linie in interiorul cristalului. Figura arata si defectele punctuale, sub forma unor cavitati.

Figura 12.3 Dispozitiv alcatuit dintr un ghid de unda cu defecte punctuale

Daca luam in considerare un cristal fotonic 2D cu simetrie triunghiulara, banda fotonica interzisa confineaza fluxul de fotoni in planul transversal, iar contrastul dintre indicii de refractie confineaza fluxul in directie verticala. Poate fi realizat un dispozitiv alcatuit dintr-un ghid de unda si doua cavitati numite i si j. Despre defectul liniar stim ca este un ghid de unda cu eficienta 100%, iar defectele punctuale joaca rolul unei cavitati cuplate cu un anumit mod rezonant. Ca urmare, daca se modifica dimensiunea defectului, rezulta ca modelul rezonant cuplat cu cavitatea isi modifica prezenta. Fotonii prinsi in cavitate sunt emisi in directie verticala. Acest dispozitiv a fost fabricat, iar rezultatele experimentale au demonstrat cum aceste defecte punctuale se cupleaza cu fotoni cu o anumita lungime de unda respectiv i si j si apoi sunt emisi in directie verticala, normal la cristal.Ghidul de unda este cuplat la o fibra optica cu o lentila, din partea dreapta, iar sursa de fotoni este un laser acordabil din semiconductor care lucreaza in regiunea 1,55 m. Pentru a monitoriza capturarea si emisia fotonilor a fost utilizata o camera de luat vederi cu infrarosu. Cu laserul acordat la 1,545 m defectul j emitea un flux de fotoni, in timp ce defectul nu emitea deloc. La 1,566 m defectul j nu mai emite spre deosebire de cavitatea i care emite puternic. Principiul enuntat contribuie la crearea unuei structuri, emitente de flux fotonic sau nu, cu o anumita lungime de unda, prin adaugarea de fibre optice deasupra cristalului fotonic pentru colectarea fotonilor emisi. In acest caz, ghidul de unda impreuna cu defectele punctuale au o latime de aproape 10 m, distanta dintre defectele punctuale fiind de 4 m, astfel incat un dispozitiv pentru 100 de lungimi de unda ar avea o dimensiune de 10 400 m2, rezultand astfel un dispozitiv foarte compact.

3.5: Microcavitati din cristale fotonice 2DPrezentul capitol vizeaza investigarea proprietatilor unei microcavitati intr-un cristal fotonic 2D, ale carui utilizari pot fi foarte variate, drept pentru care sunt considerate viitorul optoelectronicii. Compozitia unui astfel de cristal este reprezentata de bare foarte lungi de dielectric, asezate intr-o retea patrata, notata cu lungime a. Fiecare coloana are o raza de 0,20a si un indice de refractie de 3,4. Prin normalizarea fiecaui parametru in raport cu constanta de retea a, microcavitatea poate fi scalata la orice dimensiune. Deoarece pentru un dispozitiv cu o compozitie de bare au simetrie de translatie de-a lungul axelor undele se decupleaza in doua tipuri de moduri polarizate transversal: TE si TM. cest cristal prezinta o banda interzisa larga pentru modurile TM intre frecventele 0,29 c/a si 0,42 c/a. Pentru modurile TE cristalul nu are o banda interzisa. Pentru studierea modurilor TM, se introduce un defect in structura exacta, defect care poate capata orice forma si marime, putand rezulta prin modificarea indicelui de refractie a unei bare ori prin modificarea razei sau prin complete indepartare a unei bare. Modificam raza unei singure bare. Reducem treptat aceasta raza, iar cand atinge valoarea de 0,15a un mod rezonant apare in vecinatatea defectului. Acesta presupune indepartarea din cristal de material dielectric, iar modul are o frecventa aproape de partea inferioara a benzii interzise. Odata cu micsorarea razei, frecventa modului rezonant in banda interzisa urca, atingand un maximum de 0,38 c/a la completa indepartare a barei, rezultand urmatoarea afirmatie: frecventa modului rezonant variaza in functie de dimensiunea barelor.

Microcavitate in cristal 2D Figura 13.3

Modificarea dimensiunii razei nu consta doar in micsorarea ei, ci si in marirea dimenisunii. Punctul de plecare este un cristal perfect, in care creste treptat raza coloanelor. In acest caz, defectul inseamna adaugarea de material, modurile aparand in partea superioara a benzii interzise. Atunci cand raza depaseste 0,4a, modurile dispar din banda interzisa. Pentru un defect care presupune indepartarea unei bare din structura finala, poate fi studiata si eficienta la cuplaj, insa energia trebuie transferata in peretii cristalului. Aceasta actiune este posibila datorita campurilor evanescente de la suprafata cristalului. In raport cu planul (x,y), modul rezonant are simetrie para, planul trecand prin mijlocul defectului, intrucat polarizarea campului electric se face de-a lungul directiei notata cu z. Se remarca un impuls gausian spre cristal, profilul gausian fiind centrat la frecventa 0,35 c/a, cu o latime de 0,20 c/a, depasind frecventele-limita ale benzii interzise. Figura 14.3 (Spectrul transmisiei prin cavitate) evidentiaza ca in spectrul de transmisie exista o zona, intre frecventele 0,24 c/a si 0,42 c/a, catre care nu se transmite nimic. Modurile din aceasta arie sunt atenuate la maximum, nu pot fi propagate prin cristal, astfel ca ele se reflecta inapoi. Modurile din afara acestora sunt transmise foarte eficient, unele frecvente avand coeficientul de transmisie aproape de unitate. Varful din interiorul zonei interzise de transmisie nu depaseste 50%. Pierderile din cavitate sunt masurate de factorul de calitate Q. Pentru ca reflectivitatea cristalului din jurul defectului creste proportional cu numarul de bare, rezulta ca si Q este dependent de dimensiunea cristalului, crescand proportional cu numarul de bare din cristal. Pentru ca pe marginile cristalului se produc pierderi de energie, factorul-calitate nuajunge la starea de saturatie, valoarea lui la patru randuri de bare de ambele parti ale defectului fiind de circa 104. Cristalele 2D pot avea aplicabilitate si in microcavitate, in care factorul-calitate are valori optime, evitandu-se insa saturatia pentru o dimensiune prea mare a cristalului. Aceasta se obtine prin eliminarea unei bare de dielectric din interiorul structurii. Aici eficienta la cuplaj are o valoare mica, intrucat este calculata intr-un singur punct spatial.

Figura 14.3 Spectrul transmisiei prin cavitateConcluzii:

Provocarile domeniului optica-fotonica in viitorul apropriat include gasirea de noi materiale pentru laseri,optica nelineara,fosfori,scintilatori,o mai buna cunoastere a fenomenelor noi care apar la interactia pulsurilor laser de mare intensitate cu materia,studierea de noi procese optice la nivel micro si nano, dezoltarea de aplicatii in domeniile de perspectiva.Cercetarile de frontiera in domeniul opticii si fotonicii includ materiale artificiale structurate cu proprietati otpice proiectate,cresterea eficientei laserilor pana la limita fenomenului fizic,studiul cuplarilor exciton-poariton-fonon,bionanofotonica in material organice si inorganice,integrarea de structure de punce cuantice cu materiale fotonice in domeniul vizibil si IR,etc.

Bibliografie

http://www.unibuc.ro/studies/Doctorate2012Ianuarie/Grigorescu%20Oana%20Liliana%20-%20Proprietati%20optice%20ale%20unor%20materiale%20cu%20aplicatii%20in%20fotonica/rezumat%20teza%20de%20doctorat.pdf http://www.creeaza.com/referate/fizica/Proiectarea-cristalelor-fotoni726.php