គ្រីស្តាល់ Photonic

គ្រីស្តាល់ photonic គឺជាវត្ថុធាតុទំនើបដែលមានកោសិកាបឋមឆ្លាស់គ្នាជាមួយនឹងសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់ និងទាប និងវិមាត្រដែលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រវែងរលកនៃពន្លឺពីជួរវិសាលគមដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ គ្រីស្តាល់ Phonic ត្រូវបានប្រើនៅក្នុង optoelectronics ។ វាត្រូវបានសន្មត់ថាការប្រើប្រាស់គ្រីស្តាល់ photonic នឹងអនុញ្ញាតឧទាហរណ៍។ ដើម្បីគ្រប់គ្រងការសាយភាយនៃរលកពន្លឺ ហើយនឹងបង្កើតឱកាសសម្រាប់ការបង្កើតសៀគ្វីបញ្ចូល photonic និងប្រព័ន្ធអុបទិក ក៏ដូចជាបណ្តាញទូរគមនាគមន៍ជាមួយនឹងកម្រិតបញ្ជូនដ៏ធំ (នៃលំដាប់ Pbps) ។

ឥទ្ធិពលនៃសម្ភារៈនេះនៅលើផ្លូវនៃពន្លឺគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងឥទ្ធិពលនៃ grating លើចលនានៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor មួយ។ ដូច្នេះឈ្មោះ "គ្រីស្តាល់រូបថត" ។ រចនាសម្ព័ននៃគ្រីស្តាល់ photonic រារាំងការសាយភាយនៃរលកពន្លឺនៅក្នុងវាក្នុងជួរជាក់លាក់មួយនៃប្រវែងរលក។ បន្ទាប់​មក​អ្វី​ដែល​គេ​ហៅ​ថា​គម្លាត photon ។ គំនិតនៃការបង្កើតគ្រីស្តាល់ photonic ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នាក្នុងឆ្នាំ 1987 នៅក្នុងមជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវពីររបស់សហរដ្ឋអាមេរិក។

Eli Jablonovich នៃ Bell Communications Research នៅ New Jersey បានធ្វើការលើសម្ភារៈសម្រាប់ transistors photonic ។ ពេលនោះហើយដែលគាត់បានបង្កើតពាក្យថា "photonic bandgap" ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ Sajiv John នៃសាកលវិទ្យាល័យ Prieston ខណៈពេលដែលកំពុងធ្វើការដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃឡាស៊ែរដែលប្រើក្នុងទូរគមនាគមន៍ បានរកឃើញគម្លាតដូចគ្នា។ នៅឆ្នាំ 1991 Eli Yablonovich បានទទួលគ្រីស្តាល់ photonic ដំបូង។ នៅឆ្នាំ 1997 វិធីសាស្រ្តដ៏ធំសម្រាប់ការទទួលបានគ្រីស្តាល់ត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ឧទាហរណ៏នៃគ្រីស្តាល់ photonic បីវិមាត្រដែលកើតឡើងដោយធម្មជាតិគឺ opal ដែលជាឧទាហរណ៍នៃស្រទាប់ photonic នៃស្លាបមេអំបៅនៃ genus Morpho ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គ្រីស្តាល់ photonic ជាធម្មតាត្រូវបានបង្កើតដោយសិប្បនិម្មិតនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ពីស៊ីលីកុន ដែលជាសារធាតុផុយស្រួយផងដែរ។ យោងតាមរចនាសម្ព័នរបស់ពួកគេពួកគេត្រូវបានបែងចែកទៅជាមួយ - ពីរ - និងបីវិមាត្រ។ រចនាសម្ព័ន្ធសាមញ្ញបំផុតគឺរចនាសម្ព័ន្ធមួយវិមាត្រ។ គ្រីស្តាល់ photonic មួយវិមាត្រគឺជាស្រទាប់ឌីអេឡិចត្រិចល្បី និងប្រើប្រាស់បានយូរ ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយមេគុណនៃការឆ្លុះបញ្ចាំងដែលអាស្រ័យលើរលកពន្លឺនៃឧប្បត្តិហេតុ។ តាមពិតនេះគឺជាកញ្ចក់ Bragg ដែលមានស្រទាប់ជាច្រើនដែលមានសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់ និងទាបឆ្លាស់គ្នា។ កញ្ចក់ Bragg ដំណើរការដូចតម្រងទាបធម្មតា ប្រេកង់មួយចំនួនត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំង ខណៈពេលដែលអ្នកផ្សេងទៀតត្រូវបានឆ្លងកាត់។ ប្រសិនបើអ្នករមៀលកញ្ចក់ Bragg ចូលទៅក្នុងបំពង់មួយ អ្នកនឹងទទួលបានរចនាសម្ព័ន្ធពីរវិមាត្រ។

ឧទាហរណ៏នៃគ្រីស្តាល់ photonic ពីរវិមាត្រដែលបង្កើតឡើងដោយសិប្បនិម្មិតគឺជាសរសៃអុបទិក និងស្រទាប់ photonic ដែលបន្ទាប់ពីការកែប្រែជាច្រើនអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីផ្លាស់ប្តូរទិសដៅនៃសញ្ញាពន្លឺនៅចម្ងាយតូចជាងនៅក្នុងប្រព័ន្ធអុបទិករួមបញ្ចូលគ្នាធម្មតា។ បច្ចុប្បន្ននេះមានវិធីពីរយ៉ាងសម្រាប់ធ្វើគំរូគ្រីស្តាល់ photonic ។

первый - PWM (វិធីសាស្ត្ររលកយន្តហោះ) សំដៅលើរចនាសម្ព័ន្ធមួយ និងពីរវិមាត្រ ហើយមាននៅក្នុងការគណនាសមីការទ្រឹស្តី រួមទាំងសមីការ Bloch, Faraday, Maxwell ។ ទីពីរ វិធីសាស្រ្តសម្រាប់គំរូរចនាសម្ព័ន្ធខ្សែកាបអុបទិកគឺជាវិធីសាស្ត្រ FDTD (Finite Difference Time Domain) ដែលមាននៅក្នុងការដោះស្រាយសមីការរបស់ Maxwell ជាមួយនឹងការពឹងផ្អែកពេលវេលាសម្រាប់វាលអគ្គិសនី និងដែនម៉ាញេទិក។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីអនុវត្តការពិសោធន៍ជាលេខលើការសាយភាយនៃរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ នៅពេលអនាគត នេះគួរតែធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានប្រព័ន្ធ photonic ដែលមានវិមាត្រប្រៀបធៀបទៅនឹងឧបករណ៍មីក្រូអេឡិចត្រូនិចដែលប្រើដើម្បីគ្រប់គ្រងពន្លឺ។

កម្មវិធីមួយចំនួននៃគ្រីស្តាល់ photonic:

• កញ្ចក់ជ្រើសរើសនៃ resonators ឡាស៊ែរ,
• ឡាស៊ែរប្រតិកម្មចែកចាយ,
• សរសៃ photonic (សរសៃគ្រីស្តាល់ photonic), filaments និង planar,
• សារធាតុ semiconductors photonic, សារធាតុពណ៌ពណ៌សជ្រុល,
• LEDs ជាមួយនឹងប្រសិទ្ធភាពកើនឡើង, Microresonators, Metamaterials - សម្ភារៈខាងឆ្វេង,
• ការធ្វើតេស្ត Broadband នៃឧបករណ៍ photonic,
• spectroscopy, interferometry ឬ optical coherence tomography (OCT) - ដោយប្រើឥទ្ធិពលដំណាក់កាលខ្លាំង។