Інтерференційні системи як фотонні кристали

Abstract

Властивості фотонних кристалів - штучно створених багатошарових структур, в яких діелектрична проникність і геометричні розміри змінюються з періодом, які можна порівняти з довжиною хвилі - розглядаються шляхом розрахунку інтерференції світла в заданій багатошаровій системі. Обчислення проводилися за допомогою розроблених програм, складених з використанням матричних методів. Основна увага приділялася впливу дефектів, пов'язаних з порушенням періодичності шарів, на кількість і розташування дозволених і заборонених зон у широкому спектральному діапазоні. Наведено спектральні залежності коефіцієнта відбиття, аргументу полінома Чебишева і модуля аргументу полінома Чебишева. Розрахунок оптичних характеристик багатошарових покриттів за допомогою матричного методу дозволяє визначити наявність зон загородження для періодичних та дефектних систем і запропонувати їх застосування в якості контрастного або вузькосмугового інтерференційного фільтра.Photonic crystals that are the artificially created multilayer structures, which dielectric permittivity and geometric dimensions vary with a period comparable with the wavelength, were examined by the calculation of interference of light in a given multilayer system. The developed calculation programs using the matrix method make it possible to obtain the given optical characteristics (reflection, transmission, etc.) for any multilayer coatings. The main attention is paid to the analysis of the effect of defects associated with the violation of the layer periodicity. Spectral dependences of the reflection coefficient, argument of Chebyshev polynomial and argument module of the Chebyshev polynomial are given. Calculation of the multilayer coatings optical characteristics with the help of the matrix method made it possible to determine the presence of barrier zones for periodic and defective systems and to propose their application as a contrast or narrowband interference filter.Свойства фотонных кристаллов – искусственно созданных многослойных структур, в которых диэлектрическая проницаемость и геометрические размеры изменяются с периодом, сравнимым с длиной волны – рассматриваются путем расчета интерференции света в заданной многослойной системе. Вычисления проводились с помощью разработанных программ, составленных с использованием матричных методов. Основное внимание уделялось влиянию дефектов, связанных с нарушением периодичности слоев, на количество и расположение разрешенных и запрещенных зон в широком спектральном диапазоне. Приведены спектральные зависимости коэффициента отражения, аргумента полинома Чебышева и модуля аргумента полинома Чебышева. Расчет оптических характеристик многослойных покрытий с помощью матричного метода позволяет определить наличие зон заграждения для периодических и дефектных систем и предложить их применение в качестве контрастного или узкополосного интерференционного фильтра.