Sự phát xạ tự nhiên

Một phần của tài liệu Vật liệu tinh thể photonic dùng cho quang học ứng dụng cho thông tin quang (Trang 27)

Các quan điểm về phát xạ tự nhiên và các tinh thể photonic thì được nối kết với nhau một cách chặt chẽ. Nếu một nguyên tử được đặt bên trong một tinh thể photonic, không một năng lượng nào có thể được phát xạ nếu không ánh sáng nào có thể truyền trong cấu trúc và như vậy, phát xạ tự nhiên thì bị ngăn chặn hoàn toàn. Một cách cổ điển, ảnh hưởng của cấu trúc điện môi tới phát xạ tự nhiên có thể được tính toán bằng cách xem xét một lưỡng cực điểm mà nó bức xạ năng lượng. Nếu một phần năng lượng được phản xạ trở lại tới lưỡng cực phát xạ, hiệu ứng giao xẩy ra, nó làm thay đổi lượng phát xạ ra. Lý thuyết cơ lượng tử sẽ cho một kết quả tương tự, nhưng là tính toán xác suất dịch chuyển của một nguyên tử. Phần tiếp sau sẽ trình bầy về quan điểm về mật độ cục bộ các trạng thái (LDOS). Nếu một nguyên tử bị kích thích được đặt bên trong một buồng cộng hưởng, năng lượng nó phát xạ phụ thuộc vào buồng cộng hưởng này. Để có một sự miêu tả riêng một hệ thống như thế thì cần phải xem xét hệ thống ghép cả nguyên tử và buồng cộng hưởng lại với nhau. Trong bức tranh như vậy, sự tắt dần phát xạ của nguyên tử liên quan tới các modes trong buồng cộng hưởng. Số mode trong buồng cộng hưởng phụ thuộc vào kích thước của buồng cộng hưởng và vào độ phản xạ của các bức tường của buồng cộng hưởng này. Tốc độ tắt dần của các nguyên tử tỷ lệ với số lượng của các kênh tắt dần có thể có (các mode) trong buồng cộng hưởng. Mật độ cục bộ của các trạng thái tính đến số mode có sẵn giữa các tần số ω và ω +dω, tại vị trí r trong buồng cộng hưởng. Mật độ cục bộ của các trạng thái như vậy là riêng và liên hệ trực tiếp với sác xuất phát xạ tự nhiên của một nguyên tử tại vị tí r. Nhưđã miêu tảở trên, sự phát xạ tự nhiên của một nguyên tử thì bị ảnh hưởng bởi các yếu tố xung quanh chúng. Ở đây, kích thước của buồng cộng hưởng thì có thể so sánh được với bước sóng điện từ liên quan tới dịch chuyển phát xạ của nguyên tử sử dụng.

Một phần của tài liệu Vật liệu tinh thể photonic dùng cho quang học ứng dụng cho thông tin quang (Trang 27)