Estudio del flujo de energía en un cristal fotónico unidimensional aperiódico compuesto por materiales polímeros

Estudio del flujo de energía en un cristal fotónico unidimensional aperiódico compuesto por materiales polímeros

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Valentina Avilés León
Lina Rocio Lorena Barbosa Gómez
Francis Segovia-Cháves
Resumen

En este trabajo se determin´o el comportamiento de la radiaci´on electromagn´etica para un cuasicristal fot´onico unidimensional
organizado por una sucesi´on de Fibonacci con polarizaci´on TE (Transversal El´ectrica) y TM (Transversal Magn´etica) para diferentes ´angulos de incidencia. Un cristal fot´onico se clasifica como cuasiperi´odico cuando posee una estructura ordenada y una aperi´ocidad en su ´ındice de refracción. Sus capas se alternan siguiendo una regla recursiva de Fibonacci para materiales polímeros: PS (poliestireno) y PMMA (polimetacrilato de metilo). El comportamiento de la radiación se registra a través de un espectro de transmitancia calculado por el MMT (M´etodo de la Matriz de Transferencia). Se evidencio la presencia de BBFs (Brechas de Banda Fot´onica) las cuales, se controlaron variando parámetros como: la secuencia de Fibonacci, el ´ángulo de incidencia de la luz y el grosor de las capas de
los materiales. Se encontró que al aumentar el ´angulo de incidencia de la onda electromagnética sobre el cuasicristal observamos un corrimiento de la BBF (Brechas de Banda Fotónica) hacia frecuencias altas. Además, se comprueba que al incrementar la secuencia de Fibonacci el n´umero de gaps presentes en el espectro de transmisión aumenta, al igual que el número de capas en la estructura. Por otra parte, se demostr´o que la polarizaci´on TM (Transversal Magnética) presenta un mayor número de gaps con valores menores en la transmitancia. Finalmente, al aumentar el grosor de las capas de los materiales, con presión y secuencia constante las BBFs (Brechas de Banda Fot´onica) muestran un corrimiento hacia frecuencias bajas para ambas polarizaciones (TE y TM).

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Biografía del autor/a / Ver

Valentina Avilés León, Universidad Surcolombiana

Estudiante semillero de F´ısica matem´atica, Programa de F´ısica, Universidad Surcolombiana, Neiva-Colombia.

Lina Rocio Lorena Barbosa Gómez, Universidad Surcolombiana

Estudiante semillero de F´ısica matem´atica, Programa de F´ısica, Universidad Surcolombiana, Neiva-Colombia

Francis Segovia-Cháves

Grupo de F´ısica Te´orica, Programa de F´ısica-Universidad Surcolombiana, Neiva-Colombia

Referencias

Abirami, N., Wilson, K. J. (2019). Investigation on photonic band gap of a magneto photonic crystal. Optik, 164092.

Bréchet, F., Marcou, J., Pagnoux, D., Roy, P. J. O. F. T. (2000). Complete analysis of the characteristics of propagation into photonic crystal fibers, by the finite element method. Optical Fiber Technology, 6(2), 181-191.

Cabrera, J. M., López, F. J., Agulló - López, F. (2000). Óptica electromagnética: volI: fundamentos. Ed Addison Wesley, 7.

Chan, Y. S., Chan, C. T., Liu, Z. Y. (1998). Photonic band gaps in two dimensional photonic quasicrystals. Physical Review Letters, 80(5), 956.

Chaves, F. S. (2014). Flujo de Energía Reflejado y Transmitido en Cristales Fotónicos Unidimensionales. Revista Facultad de Ciencias Básicas, 10(2), 158-167.

Dal Negro, L. (Ed.). (2013). Optics of aperiodic structures: fundamentals and device applications. CRC Press.

Elmore, W. C., Heald, M. A. (1985). Physics of waves. Courier Corporation.

Gellermann,W., Kohmoto, M., Sutherland, B., Taylor, P. C. (1994). Localization of light waves in Fibonacci dielectric multilayers. Physical review letters, 72(5), 633.

Janssen, T., Chapuis, G., De Boissieu, M. (2007). Aperiodic crystals: from modulated phases to quasicrystals, 20. Oxford University Press.

Jin, C., Cheng, B., Man, B., Li, Z., Zhang, D., Ban, S., Sun, B. (1999). Band gap and wave guiding effect in a quasiperiodic photonic crystal. Applied physics letters, 75(13), 1848-1850.

Johnson, S. G., Joannopoulos, J. D. (2001). Photonic crystals: the road from theory to practice. Springer Science Business Media.

Johnson, S. G., Joannopoulos, J. D. (2001). Block-iterative frequency-domain methods for Maxwell’s equations in a planewave basis. Optics express, 8(3), 173-190.

Macía, E. (2005). The role of aperiodic order in science and technology. Reports on Progress in Physics, 69(2), 397.

Markos, P., Soukoulis, C. M. (2008). Wave propagation: from electrons to photonic crystals and left-handed materials.

Princeton University Press. Meade, R. D., Winn, J. N., Joannopoulos, J. D. (1995). Photonic crystals: Molding the flow of light.

Merlin, R., Bajema, K., Clarke, R., Juang, F. Y., Bhattacharya, P. K. (1985). Quasiperiodic gaas-alas heterostructures. Physical review letters, 55(17), 1768.

Le, N. D., Nguyen-Tran, T. (2020). Simulation of coupling optical modes in 1D photonic crystals for optoelectronic applications. Journal of Science: Advanced Materials and Devices.

Rui, X., Wang, G., Lu, Y., Yun, L. (2008). Transfer matrix method for linear multibody system. Multibody System Dynamics, 19(3), 179-207.

Saleh, B. E., Teich, M. C. (2019). Fundamentals of photonics. john Wiley sons.

Sakoda, K. (2004). Optical properties of photonic crystals, 80. Springer Science Business Media.

Sánchez, A., Orozco, S. (2016). Elasto-optical effect on the band structure of a one-dimensional photonic crystal under hydrostatic pressure. JOSA B, 33(7), 1406-1410.

Segovia-Chaves, F., Vinck-Posada, H. (2018). Dependence of the defect mode with temperature, pressure and angle of incidence in a 1D semiconductor-superconductor photonic crystal. Physica C: Superconductivity and its Applications, 553, 1-7.

Segovia-Chaves, F., Vinck-Posada, H., Dhasarathan, V., Rajan, M. M. (2019). Transmittance spectrum in a 1D photonic crystal composed fused silica and seawater. Optik,185, 930-935.

Segovia-Chaves, F., Vinck-Posada, H. (2019). Transmittance spectrum in a 1D photonic crystal with a Fibonacci sequence composed of polymer materials. Optik, 196, 163141.

Segovia-Chaves, F., Vinck-Posada, H. (2019). Transmittance spectrum of a superconductor-semiconductor quasiperiodic one-dimensional photonic crystal. Physica C: Superconductivity and its Applications, 563, 10-15.

Senechal, M. (1996). Quasicrystals and geometry. CUP Archiven a 1D photonic crystal with a Fibonacci sequence composed of polymer materials. Optik, 196, 163141.

Steurer, W., Sutter-Widmer, D. (2007). Photonic and phononic quasicrystals. Journal of Physics D: Applied Physics, 40(13), R229.

Yablonovitch, E. (1987). Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics. Physical review letters, 58(20), 2059.

Yariv, A., Yeh, P. (1984). Optical waves in crystals (5). New York: Wiley.

Zi, J., Wan, J., Zhang, C. (1998). Large frequency range of negligible transmission in one-dimensional photonic quantum well structures. Applied physics letters, 73(15), 2084-2086.

Sistema OJS - Metabiblioteca |