- CỘNG HƢỞNG DẪN SÓNG VÀ LINH KIỆN QUANG TỬ LƢỠNG TRẠNG THÁI ỔN ĐỊNH SỬ DỤNG CẤU TRÚC TINH THỂ QUANG. - CHƢƠNG 3: CỘNG HƢỞNG DẪN SÓNG SỬ DỤNG CẤU TRÚC ĐƠN CÁCH TỬ VÀ GHÉP CẶP CÁCH TỬ 38 3.1. - Cộng hưởng dẫn sóng sử dụng cấu trúc đơn cách tử. - Cộng hưởng dẫn sóng trong cấu trúc ghép cặp cách tử. - CHƢƠNG 4: LINH KIỆN QUANG TỬ LƢỠNG TRẠNG THÁI ỔN ĐỊNH DỰA TRÊN HIỆU ỨNG CỘNG HƢỞNG DẪN SÓNG TRONG CẤU TRÚC ĐƠN CÁCH TỬ. - Linh kiện quang tử lưỡng trạng thái ổn định trong cấu trúc đơn. - cách tử. - Cấu trúc tinh thể quang tử 1D, 2D, và 3D. - Cấu trúc tinh thể 1D. - Cách tử dẫn sóng. - i là góc ló tại đầu ra của cấu trúc cách tử dẫn sóng……... - Mô hình cấu trúc ghép cặp trực tiếp hai bộ cộng hưởng. - (a) Cấu trúc linh kiện sử dụng cách tử dẫn sóng. - xạ đối với các độ ăn m n cách tử khác nhau. - Minh họa cấu trúc ghép cặp hai GMRs trong cấu trúc cách tử. - (a) và (b) là phổ phản xạ của hai cách tử có cùng độ ăn m n cách tử. - 1 2 50 nm ) và hai cách tử có độ ăn m n cách tử khác nhau. - Phổ phản xạ của hai cách tử có cùng độ ăn m n với các độ. - thái ổn định với các độ ăn m n cách tử khác nhau. - (a) Cấu trúc MaGMR. - Lưỡng trạng thái quang của cấu trúc cách tử phi tuyến. - (a) Cấu trúc MaGMR với ánh sáng tới. - Lưỡng trạng thái ổn định của cấu trúc MaGMR đối với ề dày lớp Ag khác nhau lần lượt là (a) d =20 nm, (b) d = 30 nm, (c) d = 50 nm, (d) d = 100 nm………. - Thiết kế và mô phỏng cấu trúc tinh thể quang tử một chiều bao gồm cấu trúc đơn cách tử và cấu trúc ghép cặp cách tử.. - Nghiên cứu và khảo sát các đặc trưng cộng hưởng dẫn sóng đối với hai cấu trúc đơn cách tử và ghép cặp cách tử.. - Khảo sát đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định trong cấu trúc đơn cách tử.. - Chương 3: Cộng hưởng dẫn sóng sử dụng cấu trúc đơn cách tử và ghép cặp cách tử.. - Chương 4: Linh kiện quang tử lưỡng trạng thái ổn định dựa trên hiệu ứng cộng hưởng dẫn sóng trong cấu trúc đơn cách tử.. - Cấu trúc tinh thể quang tử 1D, 2D, và 3D.. - Ngày nay, cấu trúc tinh thể quang tử 1D được sử dụng nhiều trong các laser phát xạ bề mặt, cách tử Bragg trong sợi và bộ lọc quang học.. - Hiện tượng cộng hưởng dẫn sóng được nghiên cứu đối với cấu trúc tinh thể quang tử 1D và 2D. - K f K i K Trong đó: K f là Véc tơ sóng tới cách tử. - K i Véc tơ sóng ra khỏi cách tử K Véc tơ sóng ị phản xạ. - Trong cấu trúc cách tử dẫn sóng tia phản xạ ngược với tia tới nên : 90 0 sin 1. - Trong chương này, chúng tôi trình ày phần mềm sử dụng cho việc nghiên cứu và thiết kế cấu trúc đơn cách tử. - i là góc ló tại đầu ra của cấu trúc cách tử dẫn sóng [19].. - Một lớp cách tử dẫn sóng được mô tả trong hình 2.1 với d 1 = d 3 = 0 (hai lớp này gọi là lớp vỏ). - R và T là hệ số phản xạ và truyền qua cấu trúc cách tử dẫn sóng.. - Mô hình cấu trúc ghép cặp trực tiếp hai bộ cộng hưởng.. - Mô hình cấu trúc ghép cặp gián tiếp hai bộ cộng hưởng.. - CỘNG HƢỞNG DẪN SÓNG SỬ DỤNG CẤU TRÚC ĐƠN CÁCH TỬ VÀ GHÉP CẶP CÁCH TỬ. - Trong chương này, chúng tôi trình bày các kết quả tính toán và mô phỏng về đặc trưng cộng hưởng dẫn sóng đối với hai cấu trúc đó là cấu trúc đơn cách tử và ghép cặp cách tử. - Với cấu trúc đơn cách tử, chúng tôi khảo sát sự phụ thuộc của hệ số phẩm chất Q vào độ ăn m n cách tử. - khi độ ăn m n cách tử giảm thì hệ số phầm chất Q tăng. - Trong trường hợp ghép cặp hai cách tử, chúng tôi khảo sát phổ phản xạ phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai cách tử.. - Cộng hƣởng dẫn sóng sử dụng cấu trúc đơn cách tử. - Hình 3.1(a) là cấu trúc đơn cách tử dẫn sóng với lớp dẫn sóng là vật liệu chalcogenide (As 2 S 3 , n = 2.38). - Hình 3.1(b) mô tả phổ phản xạ đối với các độ ăn m n phiến cách tử khác nhau. - Cấu trúc linh kiện sử dụng cách tử dẫn sóng: (b) là phổ phản xạ đối với các độ ăn mòn cách tử khác nhau.. - Khi độ ăn m n cách tử thỏa mãn điều kiện 10 nm <. - giá trị hệ số phẩm chất Q lớn có nghĩa rằng photon bị giam giữ ở trong cách tử dài hơn, và do đó cường độ điện trường trong cấu trúc cách tử lớn.. - Độ ăn mòn cách tử δ(nm) và độ dày lớp dẫn sóng (t) (nm). - Cộng hƣởng dẫn s ng trong cấu trúc gh p cặp cách tử.. - Khi hai cấu trúc cách tử tương tác với nhau thì những đặc tính cộng hưởng của hệ có thể bị thay đổi. - Bằng cách sử dụng lý thuyết ghép cặp gián tiếp hai bộ cộng hưởng thì đặc tính ghép cặp giữa hai GMRs trong cấu trúc cách tử dẫn sóng được minh họa như hình 3.2 [10].. - Minh họa cấu trúc ghép cặp hai GMRs trong cấu trúc cách tử dẫn sóng.. - GMRs đối với đơn cách tử thì có sự phản xạ khoảng 100% tại cộng hưởng [16]. - Chúng tôi nghiên cứu hiện tượng cộng hưởng dẫn sóng của hệ ghép cặp cách tử trong vùng ghép cặp mạnh (µτ = 20) và ghép cặp yếu (µτ = 0):. - Phổ phản xạ của hệ cách tử được khảo sát với các khoảng cách d khác nhau.. - (a) và (b) là phổ phản xạ của hai cách tử có cùng độ ăn mòn cách tử. - 1 2 50 nm ) và hai cách tử có độ ăn mòn cách tử khác nhau. - Hình 3.5(a) và 3.5(b) là phổ phản xạ của hai cách tử có cùng độ ăn m n cách tử. - Phổ phản xạ của hai cách tử có cùng độ ăn mòn với các độ lệch s khác nhau.. - Một cấu trúc cách tử GMRs với vùng phổ phản xạ rộng đã được xem xét trong [35, 10] được sử dụng để nghiên cứu sự điều hướng của hệ số truyền qua cộng hưởng.. - Hình 3.7(a) và 3.7 (b) mô tả phổ phản xạ của hai cách tử giống nhau và hai cách tử khác nhau được đặt cách nhau một khoảng d có giá trị từ 1000 nm tới 2500 nm.. - LINH KIỆN QUANG TỬ LƢỠNG TRẠNG THÁI ỔN ĐỊNH DỰA TRÊN HIỆU ỨNG CỘNG HƢỞNG DẪN SÓNG TRONG CẤU TRÚC ĐƠN CÁCH. - Trong chương này, chúng tôi nghiên cứu về đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định quang học của cấu trúc đơn cách tử. - Linh kiện quang tử lƣỡng trạng thái ổn định trong cấu trúc đơn cách tử.. - Hình 4.1 là đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định quang học của cấu trúc được mô tả trong hình 3.1 với các độ ăn m n cách tử khác nhau.. - Đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định với các độ ăn mòn cách tử khác nhau (a).. - Hình 4.1 mô tả đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định quang học của linh kiện chuyển mạch với các độ ăn m n cách tử khác nhau: (a. - Chúng ta nhận thấy rằng khi độ ăn m n cách tử giảm thì cường độ phản xạ cũng giảm. - Như đã trình bày ở chương 3, với GMRs trong cấu trúc cách tử phụ thuộc mạnh vào độ ăn mòn cách tử. - Lớp kim loại này đã ngăn cản đặc tính cộng hưởng bất đối xứng mạnh trong cấu trúc cách tử dẫn sóng phi tuyến. - Sau đó sóng phản xạ sẽ ghép cặp bên trong GMRs của cách tử. - Đây là kết quả của sự giam giữ ánh sáng mạnh trong cấu trúc cách tử kết hợp với hệ số phẩm chất Q lớn của cộng hưởng [20]. - Sự phản hồi quang học tuyến tính bao gồm sự truyền qua và sự phản xạ đối với độ ăn m n cách tử là. - Đặc trưng tuyến tính của cấu trúc MaGMR đối với bề dày lớp Ag khác nhau.. - Đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định của cấu trúc MaGMR đối với các bề dày lớp Ag khác nhau. - Đặc trƣng lƣỡng trạng thái ổn định phụ thuộc vào độ ăn mòn cách tử Phần tiếp theo chúng tôi nghiên cứu độ ăn m n cách tử trong cấu trúc MaGMR ảnh hưởng như thế nào tới đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định. - Khi độ ăn m n cách tử (<. - Bảng 4.2 mô tả ước sóng cộng hưởng, hệ số phẩm chất Q và hệ số tăng cường Q, cường độ chuyển mạch khi độ ăn m n cách tử thay đổi.. - Khi độ ăn m n cách tử tăng thì ước sóng cộng hưởng của MaGMR dịch về ước sóng ngắn. - Độ ăn m n cách tử tăng dẫn tới sự tăng cường hệ số phẩm chất Q tăng. - Ví dụ, so với trường hợp GMRs, hệ số phẩm chất Q tăng 1.55 lần đối với độ ăn m n cách tử. - Đặc trưng chuyển mạch quang của cấu trúc MaGMR đối với các độ ăn m n cách tử khác nhau cũng được tính toán. - Điều này cho thấy hệ số phẩm chất tăng 5.56 lần và cường độ chuyển mạch giảm 45 lần khi so sánh với các giá trị cho một cấu trúc GMRs điển hình tại độ ăn m n cách tử là 120 nm. - Hệ số phẩm chất tăng 0.71 lần và cường độ chuyển mạch tăng 2.4 lần được xem xét trong cấu trúc MaGMR tại độ ăn mòn cách tử là 30 nm khi so sánh với cấu trúc GMRs. - Đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định của cấu trúc MaGMR cũng được tính toán.. - Đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định của cấu trúc MaGMR đối với bề dày lớp Ag khác nhau lần lượt là (a) d = 20 nm, (b) d = 30 nm, (c) d = 50 nm, và (d) d = 100 nm.. - Luận văn đã thiết kế và mô phỏng cấu trúc tinh thể quang tử một chiều bao gồm cấu trúc đơn cách tử và cấu trúc ghép cặp cách tử.. - Luận văn đã nghiên cứu và khảo sát các đặc trưng cộng hưởng dẫn đối với hai cấu trúc đơn cách tử và ghép cặp cách tử.. - Luận văn đã khảo sát đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định như là cường độ chuyển mạch, sự tăng cường trường…trong cấu trúc đơn cách tử.. - Luận văn đã nghiên cứu việc nâng cao hiệu suất của linh kiện quang tử lưỡng trạng thái ổn định bằng cách đưa vào giữa phiến cách tử dẫn sóng và đế một lớp Ag. - Đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định của phiến cấu trúc phụ thuộc vào bề dày lớp Ag và độ ăn m n cách tử cũng được khảo sát. - Khi bề dày lớp Ag tăng thì hệ số phẩm chất Q tăng.Khi độ ăn m n cách tử giảm thì hệ số phẩm chất Q tăng. - Nghiên cứu các tham số quan trọng ảnh hưởng tới đặc trưng lưỡng trạng thái ổn định như ề dày lớp vật liệu, độ rộng của cách tử, độ sâu của cách tử…. - Mở rộng nghiên cứu hiện tượng lưỡng trạng thái ổn định đối với một số cấu trúc tinh thể quang tử khác.. - Chƣơng trình mô phỏng hệ số phản xạ trong cấu trúc ghép cặp cách tử trong phần tính toán lý thuyết.. - Chƣơng trình mô phỏng hệ số phản xạ trong cấu trúc ghép cặp cách tử trong phần thiết kế và tính toán số.