نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

2 گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، مرکز شیراز، شیراز، ایران

چکیده

پاسخ‌های اپتیکی و مغناطواپتیکی بلورهای مغناطوفوتونی با لایه نقص مغناطیسی که در بین دو آینه براگ دی‌لکتریک احاطه شده است، مورد بررسی قرار گرفته است. این ساختارها دارای پتانسیل بالقوه‌ای برای کاربرد در ابزارهای مغناطواپتیکی و اپتیک مدارهای مجتمع می‌باشند. آینه‌های براگ، متشکل از ساختارهای چندلایه از مواد SiO2  و Ta2O5  می‌باشد. با معرفی ماده Ce:YIG به عنوان لایه نقص مغناطیسی، افزایش عبور و زاویه دوران فارادی گزارش شده است. با استفاده از روش المان متناهی، توزیع میدان الکتریکی در طول بلورهای مغناطوفوتونی، را شبیه‌سازی کرد‌ایم. همچنین اثر ضخامت لایه نقص بر روی زاویه دوران فارادی، مورد بررسی قرار گرفته است. بر اثر جایگزیدگی نور در لایه نقص مغناطیسی و  برهمکنش شدید بین نور و ماده در بلورهای مغناطوفوتونی، پاسخ‌های مغناطواپتیکی این ساختارها، در نزدیکی لبه‌های گاف نواری افزایش یافته‌اند. ساختاری با ضخامت اپتیکی نصف طول موج، مناسب‌ترین انتخاب برای کاربردهای عملی می‌باشد. 

کلیدواژه‌ها

 
References
[1] Fedyanin AA, Aktsipetrov OA,  Kobayashi D, Nishimura K, Uchida H,  Inoue M. Enhanced Faraday and nonlinear magneto-optical Kerr effects in magnetophotonic crystals. Journal of  Magnetism and Magnetic Mqaterials. 2004; 282: 256-259.
[2] Debendetti PG, Stanley EH. Supercooled and Glassy Water. Journal of Physics: Condensed Matter. 2003; 15(45): 40-46.
[3] Inoue M, Arai K, Fujii T, Abe M. One-dimensional magnetophotonic crystals. Journal of Applied Physics. 1999; 85(8): 5768-5770.
[4] Aguanno GD, Centini M, Scalora M, Sibilia C, Bloemer MJ, Bowden CM, Haus JW, Bertolotti M. Simultaneously phase-matched enhanced second and third harmonic generation. Physical Review E. 2001; 64(4): 046606.
[5] Dumeige Y, Sagnes I, Monnier P, Vidakovic P, Abram I, Meriadec C, Levenson A. Phase-matched frequency doubling at photonic band edges: efficiency scaling as the fifth power of the length. Physical Review Letters. 2002; 89(4): 043901.
[6] Dolgova TV, Maidikovsky AI, Martemyanov MG, Fedyanin AA, Aktsipetrov OA. Giant third-harmonic in porous silicon photonic crystals and microcavities, JETP Letters. 2002; 75(1):  15-19.
[7] Cowan AR, Young JF. Optical bistability involving photonic crystal microcavities and Fano line shapes. Physical  Review E. 2003; 68(4): 046606.
[8] J. D. Joannopoulos JD, Johnson SG, Winn JN, Meade RD, Photonic Crystals: Molding the Flow of Light. Princeton University Press: 2008.
[9] Fan S, Yanik MF, Wang Z, Sandhu S, Povinell ML. Advances in Theory of Photonic Crystals.  Journal of Lightwave Technology. 2006; 24(12): 4493-4501.
[10] Abdi-Ghale R, Asad M. Transmittance Magneto-Optical Responses of One-dimensional Magnetophotonic Hetero-structures. Acta Physica Polonica A.  2014; 126(3): 705-712.
[11] Kato H, Matsushita T, Takayama A, Nishimura K, Inoue M. Theoretical analysis of optical and magneto-optical properties of one-dimensional magnetophotonic crystals. Journal of Applied Physics. 2003; 93(7): 3906-3911.
[12] Takagi H, Tsuzuki A, Iwasaki K, Suzuki Y, Imura T, Umezawa H, Uchida H, Shin KH, Inoue M, Multiferroic magneto optic spatial light modulator with sputtered PZT film. Journal of Magnetics. 2006; 30: 581-583.
[13] Zvezdin AK, Kotov VA. Modern Magnetooptics and Magnetooptical Materials. CRC Press: 1997.
[14] Lyubchanskii IL, Dadoenkova NN, Lyubchanskii ML, Shapovalov EA, Rasing T, Magnetic photonic crystals. Journal of Physics D:Applied Physics. 2003; 36(18): 277-287.
[15] Inoue M, Fujikawa R, Baryshev A, Khanikaev A, Lim PB, Uchida H, Aktsipetrov O, Fedyanin A, Murzina T, Granovsky A. Magnetophotonic crystals, Journal of Physics D:Applied Physics. 2006; 39(8): 151-161.
[16] Zhang HF, Liu SB, Kong XK, Li BX. The characteristics of photonic band gaps for three-dimensional unmagnetized dielectric plasma photonic crystals with simple-cubic lattice. Optics Communications. 2013; 288: 82-90.
[17] Kumar M, Nautiyal T, Auluck S. Optical and magneto-optical properties of Fe4−xCox (x = 1–3). The European Physical Journal B. 2010; 73(3): 423-432.
[18] Dissanayake N, Levy M, Chakravarty A, Heiden PA, Chen N, Fratello V. Magneto-photonic crystal optical sensors with sensitive covers. Applied Physics Letters. 2011; 99(9): 091112.
[19] Wang Z, Fan S. Magneto-optical defects in two-dimensional photonic crystals. Applied Physics B. 2005; 81(2): 369-375.
[20] Belotelov VI, Akimov IA, Pohl M, Kotov VA, Kasture S, Vengurlekar AS, Gopal AV, Yakovlev DR, Zvezdin AK, Bayer M. Enhanced magneto-optical effects in magnetoplasmonic crystals. Nature Nanotechnology. 2011; 6: 370-376.
[21] Keller N, Mistrik J, Visnovsky S, Schmool DS, Dumont Y, Renaudin P, Guyot M, Krishnan R. Magneto-optical Faraday and Kerr effect of orthoferrite thin films at high temperatures. The European Physical Journal B. 2001; 21(1): 67-73.
[22] Mansuripour M. The Faraday Effect. OSA Publishing: Optics and Photonics News. 1999; 10(11): 32-36.
[23] Levy M, Jalali AA. Band structure and Bloch states in birefringent one-dimensional magnetophotonic crystals: an analytical approach. JOSA B. 2007; 24(7): 1603-1609.
[24] Lyubchanskii I, Dadoenkova N, Zabolotin A, Shyshmakov A, Boucher Y, Bentivegna F, et al., editors. One‐Dimensional Photonic Crystal With Realistic Interfaces: Effects of Misfit Strain. AIP Conference Proceedings; 2009: AIP.
[25] Koerdt C, Magneto-Spatial Dispersion Phenomena: Photonic Band Gaps and Chirality in Magneto-Optics. Konstanz: University Konstanz Fachbereich Physics: 2004.
[26] Volakis JL, A. Chatterjee A, Kempel LC. Finite element method electromagnetics: antennas, microwave circuits, and scattering applications. Wiley-IEEE Press: 1998.
[27] Humphries S. Finite Element Methods For Electromagnetics. NEW MEXICO: USA: 2010.