ناهمسانگردی و خاصیت دوشکستی در ساختارهای چندلایه ای زیرطول موج

در این مقاله در نظر داریم، ساختارهای چندلایه ای زیرطول موج را به عنوان جایگزینی برای مواد ناهمسانگرد ذاتی معرفی کنیم. با بهره گیری از این ساختارها که به صورت مصنوعی ساخته می شوند، می توان ضرایب شکست متفاوت برای مدهای متعامد TE و TM ارائه کرد. این ضرایب شکست را بر اساس روابطی مبتنی بر مشخصه های ساختار چندلایه ای همچون ضریب پرشدگی(FF)، تمایز ضریب شکست (CR) و زاویه ی مورب بودن لایه ها (θ) محاسبه کرده ایم. برتری ساختارهای چندلایه ای زیرطول موج نسبت به مواد ناهمسانگرد ذاتی آن است که به کمک آنها می توان اختلاف بزرگتری بین ضرایب شکست موثر مدهای TEو TM ایجاد کرد. این موضوع در کاربردهای اپتیکی که از ناهمسانگردی و تفاوت ضرایب شکست مدهای TE و TM بهره می برند، حائز اهمیت است. به این منظور، با استفاده از مواد سیلیکون (Si) و سیلیکون دی اکسید (SiO۲) به ترتیب با ضرایب شکست ۳.۴۸ و ۱.۴۴۴ در طول موج طراحی ۱۵۵۰nm (واقع در پنجره ی سوم مخابراتی) و تنظیم پارامترهای ° θ= ۹۰ و FF = ۰.۵، می توان به ضرایب شکست موثر ۱.۸۸۶۲ و ۲.۶۶۴۲ به ترتیب برای مدهای TE و TM و در نتیجه اختلاف ضریب شکست بیش از ۰.۷۷ واحد دست یافت. در حالی که ماده ی ایتریوم اورتو وانادات (YVO۴) که یک ماده ی ناهمسانگرد رایج در اپتیک می باشد، دارای ۰.۲ اختلاف بین ضرایب شکست موثر مدهای مذکور می باشد.

Keywords:

ساختارهای چندلایه ای زیرطول موج , ضریب شکست موثر , مدهای متعامد TEو TM , مواد ناهمسانگرد