Спасибо большое автору! Работа выполнена очень большая и раньше срока! Всё четко! Автора советую
Информация о работе
Подробнее о работе
Методи отримання та властивості фотонних кристалів
- 23 страниц
- 2013 год
- 325 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
ЗМІСТ
Вступ
Розділ 1.Властивості
1.1.Заборонені зони в фотонних кристалах
1.2.Багаторазове відбиття і заломлення
Розділ 2.Класифікація
2.1.Класифікація за характером зміни показника заломлення
2.2. Класифікація за іншими властивостями
2.3. Поділ фотонних кристалів на провідники,напівпровідники та ізолятори
Розділ 3.Методи отримання
3.1.Метод темплатного синтезу
3.2. Метод синтезу монодисперсних полістирольних сфер
3.3. Метод синтезу фотонного кристалу
3.4.Методи для створення фотонних кристалів із більш складними структурами
3.5.Голографічні методи і методи травлення
Висновки
Список використаної літератури та джерел
1.2.Багаторазове відбиття і заломлення.
Для простоти почнемо з одновимірного випадку і подивимося , як світлова хвиля відбивається від однієї оптичної комірки , що складається з двох шарів з різними показниками заломлення і (рисунок 1.2.) . Для визначеності будемо вважати,що > . Світло , потрапивши в таку плівку, і піддається багаторазовому відбиванню і заломленню , в результаті чого виникає безліч хвиль , інтерференція яких і визначає , яка частина падаючої енергії відіб’ється від плівки , а яка пройде крізь неї . При кожному відбиванні і заломленні на границі між шарами хвиля втрачає частину енергії, тому в наближених розрахунках достатньо обмежитися врахуванням хвиль , які перетнули границі шарів або відбилися від них.
Відбита хвиля в основному формується хвилями 1 , 2 і З ( рисунок 1.2) . Для того щоб її амплітуда була максимальною , необхідно синфазне додавання цих хвиль , тобто необхідно , щоб різниця ходу між ними становила ціле число довжин хвиль.
...
2.2.Класифікація за іншими властивостями.
Розрізняють резонансні і нерезонансні фотонні кристали. Резонансні фотонні кристали відрізняються від нерезонансних тим, що в них використовуються матеріали, у яких діелектрична проникність (або коефіцієнт заломлення) як функція частоти має полюс на деякій резонансній частоті.
Будь-яка неоднорідність в фотонному кристалі (наприклад, відсутність одного або декількох квадратів (рисунок 2.4), їх більший чи менший розмір щодо квадратів оригінального фотонного кристалу та інше) називаються дефектом фотонного кристалу. У таких областях часто зосереджується електромагнітне поле, що використовується в мікрорезонаторах та хвилеводах побудованих на основі фотонних кристалів.
Прикладом фотонного кристалу є опал, його мікроструктура являє собою щільну упаковку монодисперсних куль з аморфної двоокису кремнію (a-SiO2), діаметр яких залежить від умов їх отримання і може змінюватися від декількох десятків до тисяч нм.
...
3.2.Метод синтезу монодисперсних полістирольних сфер.
Для отримання однорідних полістирольних сфер, як правило, використовують методику, що описана в роботі(рисунок 3.2).
Для цього у водний розчин стиролу, попередньо багаторазово промита 0,1 M NaOH і водою, при температурі 70°С додають ініціатор полімеризації (персульфат калію або амонію) і перемішують зі швидкістю 250-360 об./хв. протягом 28 годин (реакцію проводять в атмосфері азоту). Для видалення великих агломератів отриману суспензію фільтрують через скловату. Латексні сфери можуть залишатися в розчині в стійкому стані невизначено довго, тому перед використанням їх центрифугують (900-1000 об./хв. протягом 12-24 годин) і висушують на повітрі. В роботі були отримані полімерні сфери з діаметрами 421 ± 40 нм і 697 ± 64 нм при швидкостях перемішування 245 та 360 об./хв., відповідно.
У загальному випадку, метод дозволяє отримувати сферичні полімерні частинки з діаметром від 100 нано метрів до декількох мікрон[8].
Рисунок 3.
...
3.3. Метод синтезу фотонного кристалу.
Метод синтезу фотонного кристалу з описаною структурою на основі напівпровідника арсеніду галію GaAs (або фосфіду Індія InP) (рисунок 3.3). Спочатку на основі вирощується шар GaAs необхідної товщини (рисунок 3.3а).
Потім за допомогою літографії і травлення плівку GaAs перетворювали в послідовність паралельних і еквідістантно розташованих брусків однакового розміру (рисунок 3.3б). Отриманий композит розрізали на дві частини і шари GaAs поєднували таким чином, щоб бруски одого шару були перпендикулярні брускам іншого[9].
Отриману багатошарову систему спікають в атмосфері водню, після чого одну з підкладок стравлюють (рисунок 3.3г). Для отримання багатошарових (чотирьох-, шести-, восьми-, і т.д.) систем шарів GaAs, описані процедури повторюють відповідне число разів, причому (як зазначалося вище) при кожному з'єднанні шарів GaAs його структура зсувається на половину періоду (рисунок3.3д).
Рисунок 3.
...
3.4.Методи для створення фотонних кристалів із більш складними структурами.
У той же час, нанолітографія дозволяє створювати фотонні кристали і з більш складними структурами: алмаза і "зворотнього алмаза" (рисунок 3.4) Моделювання структур проводили з використанням CAD-програми (Computer Aided Design). Далі програма розбиває створену тривимірну структуру на плоскі шари і керувала роботою стереолітографічної машини (D-MEC Ltd, Japan, SCS-300P).
Формування двомірних шарів здійснювали скануванням поверхні рідкої фоточутливої гуми УФ-лазером з довжиною хвилі λ = 355 нм. Будучи обробленою променем, фоточутлива гума локально полімеризовалась і ставала твердою, утворюючи решітку майбутнього фотонного кристалу. Задані тривимірні структури були отримані поетапно: шар за шаром. Товщина кожного шару становила 100 мкм. У деяких випадках для збільшення коефіцієнта заломлення матеріалу фотонного кристалу до фоточутливої гуми додавали частки діоксиду титану TiO2 – до 10%[10].
Рисунок 3.
...
1. Е. Л. Ивченко, А. Н. Поддубный, "Резонансные трёхмерные фотонные кристаллы, "Физика твёрдого тела, 2006, том 48, вып. 3, стр. 540—547.
2. В. И. Белотелов, А. К. Звездин, Фотонные кристаллы и другие метаматериалы. Библиотечка квант. Вып. 94. 2006 г.
3. Ивченко, Е. Л. Резонансные трехмерные фотонные кристаллы / Е. Л. Ивченко, А. Н. Поддубный // Физика твердого тела. - 2006. - Т. 48, вып. 3. - С. 540—547.
4. А.С. Бирюков, Е.М. Дианов. Сбор. трудов Уч.-науч. центра волок.-опт. матер. и устр. 5 (2002).
6. Черновцев С.В. Управление спектральными свойствами фотонного кристалла с «дефектным» слоем / Черновцев С.В. // Радиотехника: Всеукр.межвед. науч.-техн. сб. – 2007. – Вып. 150. – С. 137-143.
7. Кособукин В.А. Фотонные кристаллы // Окно в микромир - 2002. - № 44.
8. ru.wikipedia.org
9. fdtd.kintechlab.com
10. wsyachina.narod.ru/physics
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
