Slide thuyết trình công nghệ nano truyền dẫn ánh sáng trong các tinh thể quang tử hai chiều uốn công tia sáng

Thuyết trình mơn: CƠNG NGHỆ NANO Đề tài: Truyền dẫn ánh sáng tinh thể quang tử hai chiều: Uốn cong tia sáng Giáo viên hƣớng dẫn: TS Nguyễn Việt Hưng Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt NỘI DUNG  PHẦN I: Phƣơng pháp FDTD  PHẦN II: Điều kiện biên tuần hoàn điều kiện biên PML  PHẦN III: Nguồn sáng ban đầu cách tạo nguồn sáng OptiFDTD  PHẦN IV: Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng sai hỏng đƣờng tinh thể quang tử  PHẦN V: Mô CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt PHẦN I: PHƢƠNG PHÁP FDTD CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • n năm 1966 • ng t Cell không gian mô ng FDTD CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cơ sơ t n FDTD cho c phương nh Maxwell • Thay toàn dẫn xuất luật Ampe Faraday với khác biệt hữu hạn Rời rạc không gian thời gian để trường từ điện xen kẽ hai miền • Giải phương trình để thu “phương trình mới” thể trường tương lai (chưa biết) lĩnh vực (đã biết) khứ • Đánh giá trường từ để chúng biết đến (giờ trở thành lĩnh vực khứ) • Đánh giá điện từ để chúng biết đến (giờ trở thành lĩnh vực khứ) • Lặp lại hai bước trường thu khoảng thời gian mong muốn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phương nh FDTD mô ng u CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ta có Mà CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Suy ta được: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ng Oxy 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Natural opals Tinh thể quang tử tự nhiên CuuDuongThanCong.com 33 https://fb.com/tailieudientucntt Tinh thể quang tử nhân tạo 34 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Tinh thể quang tử chia làm tinh thể chiều, chiều chiều • Tinh thể quang tử chiều cấu tạo lớp xen kẽ có số điện mơi khác xếp chồng lên • Tinh thể hai chiều tạo cách chồng khối trụ lên phương pháp khắc, cách khoan lỗ bề mặt phù hợp • Tinh thể ba chiều chế tạo cách khoan góc độ khác nhau, xếp chồng lên nhiều lớp chiều, dùng laze trực tiếp 35 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tinh thể quang tử chiều (1D), chiều (2D), chiều (3D) 36 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4.2 Nguyên lý truyền dẫn điều khiển ánh sáng - Tính chất đặc trưng cấu trúc tinh thể quang tử khả tạo vùng cấm quang tử - vùng tần số mà ánh sáng truyền qua - Vùng cấm quang tử dãy tần số ánh sáng lan truyền qua cấu trúc tinh thể quang tử - Độ rộng vùng cấm quang tử phụ thuộc vào nhiều yếu tố: điện môi vật liệu cấu tạo nên tinh thể quang tử, số mạng tinh thể, kích thước lỗ khí, 37 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4.3 Các sai hỏng đường tinh thể quang tử - Sự tồn sai hỏng cấu trúc mạng tuần hoàn tạo trạng thái vùng cấm quang tử - Khi tinh thể quang tử có sai hỏng, cấu trúc vùng bị thay đổi Trong vùng cấm -quang tử lúc xuất tần số cho phép ánh sáng truyền qua, khiến cho tinh thể quang tử có tính chất vơ đặc biệt: khả chọn lọc, giam giữ ánh sáng, khả dẫn truyền khuếch đại ánh sáng - Chính vậy, tinh thể quang tử có sai hỏng quan tâm nghiên cứu ứng dụng nhiều thực tế 38 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sai hỏng đường tinh thể quang tử dãy sai hỏng điểm liên tiếp đường thẳng hay hướng Hiện tượng xảy Sai hỏng đường tương tự sai hỏng điểm, ánh sáng chiếu đến có tần số nằm vùng cấm quang tử bị giữ lại bên sai hỏng đường Nhờ vậy, photon ánh sáng lan truyền theo đường dẫn sai hỏng mà xâm phạm phần khác cấu trúc, làm cho lượng tiêu hao 39 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tinh thể quang tử sai hỏng đường tạo cách lấy ba lỗ khí cấu trúc tinh thể quang tử không sai hỏng 40 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt PHẦN V: MÔ PHỎNG 41 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Yêu cầu: Sử dụng phần mềm OptiFDTD để môp truyền dẫn mode TE TM mạng chiều hình lục giác với sai hỏng đường có dạng nhánh L (mơ uốn cong tia sáng) Hiển thị kết nhận xét 42 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mơ OptiFDTD: Hình ảnh mạng tinh thể chiều hình lục giác trước sau tạo sai hỏng hình chữ L 43 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mơ OptiFDTD Hình ảnh mạng tinh thể chiều hình lục giác trước sau tạo sai hỏng hình chữ L 44 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Kết tính tốn vùng cấm quang với mode TE 45 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Kết tính tốn vùng cấm quang với mode TM 46 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Kết mô phỏng: 47 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... NGUYÊN LÝ TRUYỀN DẪN ÁNH SÁNG VÀ SAI HỎNG ĐƢỜNG TRONG TINH THỂ QUANG TỬ 31 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4.1 Tinh thể quang tử Giới thiệu chung: • Tinh thể quang tử cấu trúc... chia làm tinh thể chiều, chiều chiều • Tinh thể quang tử chiều cấu tạo lớp xen kẽ có số điện mơi khác xếp chồng lên • Tinh thể hai chiều tạo cách chồng khối trụ lên phương pháp khắc, cách khoan... tử khả tạo vùng cấm quang tử - vùng tần số mà ánh sáng truyền qua - Vùng cấm quang tử dãy tần số ánh sáng lan truyền qua cấu trúc tinh thể quang tử - Độ rộng vùng cấm quang tử phụ thuộc vào nhiều