Düşük Simetriye Sahip Periyodik ve Kuvazi-periyodik Fotonik Yapıların Nümerik ve Deneysel Analizi

Abstract

Projenin amacı doğrultusunda yürütülen çalışmalarda düşük simetriye sahip periyodik ve kuvazi-periyodik dielektrik ortamlar tasarlanmıştır. Tasarımı yapılan yapıların fotonlarla etkileşimleri incelenerek düşük simetriye sahip ortamların ışığın hareket özelliklerini nasıl etkilediği araştırılmıştır. Gözlemlenen üstün optik özellikler sayesinde fotonik aygıt tasarımları gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, tasarımların mikrodalga bölgesinde deneysel doğrulanması da yapılmıştır. Kırılma indisi periyodik yapılarda birim hücredeki yüksek simetrinin giderilmesi ve yerine düşük simetrinin getirilmesi ile suni ortamlar oluşturulmuştur. Şimdiye kadar literatürde yürütülen çalışmaların çoğunluğunda birim hücre içerisinde yer alan elemanlar genellikle tekli olup sınırlı mertebede (silindir yerine dikdörtgen veya elips şeklinde) yapısal forma sahip yapılardır. Önceki çalışmalarda daha çok yapısal değişimlerin sadece yasaklı bant aralığına olan etkileri incelenmiştir. Diğer taraftan düşük simetrili yapılarla yürüttüğümüz sistematik ve detaylı çalışmalar sayesinde birim hücre içerisine birden fazla eleman farklı konumlara yerleştirilerek iki boyutlu periyodik ve kuvazi-periyodik yapılar oluşturulmuştur. Projenin gerçekleştirilen hedefleri listelendiği zaman: Dielektrik yapıların birim hücre mertebesinde simetrilerini bozan değişimler gerçekleştirilerek tasarımlar yapılmış ve bu tasarımların bant diyagramları incelenmiştir. Düşük simetrili birim hücrelere sahip periyodik ve kusursuz yapılarla negatif kırılma, süper prizma, yavaş ışık, saçılımsız ilerleyen huzmeler gibi uygulamaların analizleri teorik ve deneysel olarak yapılmıştır. Düşük simetrili birim hücrelere sahip periyodik ve kusurlu yapıların optik kavite, dalga kılavuzu, yüzey modları gibi uygulamaların analizleri teorik ve deneysel olarak yapılmıştır. Düşük simetrili birim hücrelerden oluşturulan kuvazi-periyodik ve kusursuz yapıların lens tasarımı, negatif kırılma gibi uygulamaların analizleri teorik ve deneysel teorik ve deneysel olarak yapılmıştır. Düşük simetrili birim hücrelerden oluşturulan kuvazi-periyodik ve kusurlu yapıların yavaş ışık, dalga kılavuzu, yüzey modu gibi uygulamaların analizleri teorik ve deneysel teorik ve deneysel olarak yapılmıştır. Tasarımı yapılan yapay ortamlar, literatür için yeni tipte fotonik kristal yapılarıdır. Seçilen uygulamalar sayesinde bu tür tasarımların avantajlı yanları ortaya çıkarılmıştır. Düşük simetrili yapıların alternatif yaygın ortamlara (periyodik, düzensiz) kıyasla azımsanamayacak ölçüde üstün optiksel özelliklerinin olduğu gösterilmiştir.