| عنوان فارسی مقاله: | انتشار با تلفات کم در موج برهای کریستالهای فوتونی نورکند در شاخص های گروهی تا اندازه ۶۰ |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Low loss propagation in slow light photonic crystal waveguides at group indices up to 60 |
| دانلود مقاله انگلیسی: | برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf اینجا کلیک نمائید |
| سال انتشار | 2012 |
| تعداد صفحات مقاله انگلیسی | 5 صفحه |
| تعداد صفحات ترجمه مقاله | 8 صفحه |
| مجله | فوتونیک و نانو ساختارها -اصول و برنامه های کاربردی |
| دانشگاه | کانتون کشور چین |
| کلمات کلیدی | نور کند ، موج برهای کریستال های فوتونی، تلفات، پراکندگی |
| نشریه الزویر | Elsevier |
بخشی از ترجمه:
۱ مقدمه
پدیده نور کند در موج برهای کریستال فوتونی (PhC) به سرعت به یک الگوی لازم در فوتونیک خطی و غیر خطی تبدیل می شود. این پدیده امکان تحقق مدولاتورهای فشرده را فراهم آورده و کارایی و راندمان اثرات غیر خطی برروی طیف وسیع پهنای باند را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. کلید این تابعیت و عاملیت ، توانایی مهندسی پراکندگی و نیل به شرایط باند تخت می باشد، به عبارتی باند پراکندگی که مشخصه مقطعی با سرعت گروهی ثابت و پائین می باشد. این تیپ رابطه پراکندگی به طور مثال، با تغییر اندازه و یا موقعیت سوراخ های مرزی در موج بر PhC خط یا با تغییر درست عرض موجبر حاصل می گردد.
در غیاب تلفات، عملکرد این نوع موج بر نور کند تخت باند به خاطر شاخص گروهی و پهنای باندش محدود شده است، مثلاً شاخص گروهی ng=30 ودلتای لاندا=۱۵ در لاندا=۱۵۵۰ . در این محدودیت ها، افزایش تاخیر یا بهبود غیر خطی ، نیازمند افزایش طول موجبر می باشد. متاسفانه، تلفات انتشار نیز به نسبت شاخص گروهی افزایش یافته و محدودیت نهایی برای افزایش نور کند(آهسته) محسوب می شوند که واقعاً می توان به آن دست یافت. به گونه ای مناسب، تکنیک مهندسی پراکندگی اطلاعاتی در مورد تلفات انتشار مطرح نموده و به مفهوم مهندسی تلفات تبدیل می شود. این روش قابلیت کاهش تلفات پراکندگی معکوس را داشته و تا کنون توانایی نشان دادن کاهش های قابل توجه تلفات برای شاخص های گروهی ng=37 را داشته ایم.
نتیجه گیری
در خاتمه، یک رابط تبدیل مد SFS توسعه و توضیح داده شده است که نقش موثر و کارآمدی در کاهش اتلاف ناشی از پراکندگی رخ داده در اثر خطاهای استیچ لیتوگرافی در موجبرهای PhC نور کند ایفا می کنند. این شیوه امکان ساخت موجبرهای نورکند با اتلاف کم برروی ابزارهای پرتو الکترونی با فیلد نوشتن محدود را فراهم ساخته و به همین خاطر برای بسیاری از محققینی که به ابزارهای گرانقیمت با فیلد نوشتن بزرگ دسترسی ندارند، مفید خواهد بود. در اینجا از شیوه SFS برای تشریح موجبرهای نورکند با شاخص گروهی ng=60 و با عملکردی منطبق با شبیه سازی استفاده کرده ایم.
بخشی از مقاله انگلیسی
1. Introduction
The phenomenon of slow light in photonic crystal(PhC) waveguides is rapidly turning into an essential paradigm in linear [1] and nonlinear [2–12] photonics; itenables the realisation of compact modulators [13,14]and substantially increases the efficiency of nonlinear effects [2] over a broad bandwidth range [3]. The key tothis functionality is the ability to engineer the dispersionand achieve the ‘‘flatband’’ condition, i.e. a dispersionband that features a section of low and constant groupvelocity. This type of dispersion relationship can be achieved, for example, by altering the size and/orposition of the boundary holes in a line defect PhCwaveguide or by a judicious alteration of the waveguidewidth [15–18].In the absence of loss, the performance of such aflatband slow light waveguide is limited by its groupindex and bandwidth, e.g. a group index of ng = 30 andDl = 15 nm at l = 1550 nm [18]. Within these constraints,increasing a given delay or nonlinear enhancementwould simply require increasing the length of thewaveguide. Unfortunately, propagation losses also increase with group index and provide the ultimatelimitation to the slow light enhancement that canrealistically be achieved. Opportunely, our dispersion engineering technique also provides a handle onpropagation loss, giving rise to the concept of ‘‘lossengineering’’; loss engineering affords the reduction of backscattering losses, and we have so far been able todemonstrate significant loss reductions up to groupindices of ng = 37 [19].How much further can his concept be pushed,however? Are we able to achieve slow light waveguideswith group indices of ng = 50 and beyond, and achievelow loss at the same time?In this paper, we demonstrate that group indices up tong = 60 can be achieved in practise, and furthermore, wedescribe a fabrication technique that allows us toachieve these results on a conventional electron-beam lithography system with a limited writefield. Thistechnique has the potential to get the similar results asthose achieved on more expensive electron-beammachines with larger writefields [19,20]. 2. Design and fabricationWe use electron-beam lithography on a convertedelectron microscope to fabricate the PhC waveguides.By carefully minimising imperfections such as sidewallroughness and lithographic inaccuracies, typical valuesof disorder are now on the order of 1 nm [21]. Theremaining limitation of the electron-beam writer is thelimited writing field of 100 mm. Waveguides thatexceed this length require the ‘‘stitching’’ of multiplefields together using interferometric control, which canbe performed with an accuracy of typically 10–50 nm.For waveguides operating in the relatively fast lightregime around ng = 5, stitching errors of this magnitudeonly have a limited impact on the performance, and wetypically achieve losses on the order of 10 dB/cm [22],compared to the 4 dB/cm we have reported for deviceswritten on a high-end machine with a writefield of1.2 mm [23]. In the slow light regime, however, due tothe enhanced light-matter interaction, the optical modebecomes much more sensitive to imperfections and thestitching errors have a much stronger impact, as we willshow below.
| عنوان فارسی مقاله: | انتشار با تلفات کم در موج برهای کریستالهای فوتونی نورکند در شاخص های گروهی تا اندازه ۶۰ |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Low loss propagation in slow light photonic crystal waveguides at group indices up to 60 |