Difetti. Microcavità e guide d’onda

BM Difetti in PhC 1D

BM

Visione cinetica Visione statica Risoluzione problema

n E r,1 E r,2 E r,3 E r,n+1 t,r t’,r’ E t,1 E t,2 E t,3 E t,n+1 EiEi e i  /2 Risoluzione cinetica Bragg Mirror

Risoluzione cinetica E r,3 E r,2 E r,1 E t,3 E t,2 E t,1 EiEi t,rt’,r’ e i  /2

Risoluzione cinetica E r,4 E r,3 E t,4 E t,3 t,r t’,r’ e i  /2

Risoluzione cinetica E r,n+1 E r,n E t,n+1 E t,n t,r t’,r’ e i  /2

Risoluzione cinetica

Calcolo Trasmissione Specchi identici

Formula di Airy F =100

R=

Interferometro Fabry-Perot

Microcavitàcon nel gap Singolo modo

N Profondo dip nella stop band Microcavitàcon nel gap

Stato di difetto Microcavitàcon nel gap Aumentare Q: difetto al centro di un largo band gap

Vita media energia in cavità FWHM inversamente proporzionale alla vita media del fotone in cavità

Concentrazione campo in cavità

Fotonica 2D Difetti

Tipologia dei difetti

No propagation for frequency in the gap. External light is totally reflected Stati nel PGB (ED) ExtendedDecay

No propagation for frequency in the gap. External light is totally reflected For most frequency nothing happens Point defect Stati nel PGB (ED) ExtendedDecay

Light localization (with finite lifetime!) around the defect For a given frequency localization occurs Stati nel PGB (ED) ExtendedDecay

Optical resonator MC, NC Spiegazione intuitiva

Metodo perturbativo Un aumento di dielettrico produce un red shift Una diminuzione di dielettrico produce un blue shift Blue shiftRed shift

frequency (c/a) Radius of Defect (r/a) air bands dielectric bands 0 air band dielectric band Dielectric Air Frequenza stato di difetto

frequency (c/a) Radius of Defect (r/a) air bands dielectric bands 0 air band dielectric band Dielectric Air Frequenza stato di difetto

frequency (c/a) Radius of Defect (r/a) air bands dielectric bands 0 air band dielectric band Acceptor like Donor like Dielectric Air Frequenza stato di difetto

frequency (c/a) Acceptor like Donor like Dielectric Air Increasing the dielectric function is analogous to increase the attractive potential (D) Decreasing the dielectric function is analogous to decrease the attractive potential (A) Frequenza stato di difetto

 -like  -like  -like Distribuzione stato di difetto

 -like  -like

Distribuzione stato di difetto

+ + + La simmetria del reticolo e del difetto definiscono sia la distribuzione del modo che le eventuali degenerazioni Design del modo