Modelo unidimensional para el estudio de propiedades ópticas en sistemas de cilindros

 

I. S. Solís–Mora y M. Palomino–Ovando

 

Facultad de Ciencias Físico Matemáticas BUAP Puebla, 72570 México.

 

Recibido: 30 de septiembre de 2009.
Aceptado: 10 de junio de 2010.

 

Resumen

Se usa un modelo aproximado unidimensional para describir la reflectividad de un sistema periódico de cilindros huecos largos distribuidos en una red cuadrada, esta estructura corresponde a un caso típico de un Cristal Fotónico 2D, dentro de estos cilindros pueden hacerse inclusiones de materiales dieléctricos, semiconductores o metales. La función dieléctrica usada se describe a partir del modelo de Drude. La ventaja de esta aproximación es que los cálculos resultan simples, lo que nos permite hacer análisis para diferentes parámetros de la red así como de materiales constituyentes, además de que ha mostrado reproducir resultados experimentales adecuados en regiones de frecuencias cercanas a la del gap fotónico. Se presentan espectros de reflectividad y se discuten los resultados para las regiones de frecuencia mayores y menores que la frecuencia del plasma, así como los efectos de la absorción.

Palabras clave: Cristales fotónicos; Cilindros de banda prohibida fotónica.

 

Abstract

A one–dimensional approximate model is used to describe the reflectivity of a periodic system of long cylinders that are distributed to a square lattice. This structure is a typical case of a 2D photonic crystal. Dialectic material, semiconductors or metals can be done inside these cylinders. The dielectric function is described by the Drude equation. This one–dimensional model simplifies the calculation, which allows us to make analysis for different parameters and constituent materials. Moreover, the model have proven that it can reproduce the right experimental results in regions of frequencies near the photonic band gap. Reflectivity spectra are presented and discussed for the frequency higher or lower than the frequency of plasma, as well as the effects of the absorption.

Keywords: Photonic crystals; Cylinders photonic band gap.

 

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Agradecimientos

Este trabajo ha sido apoyado parcialmente por CONACYT a través del proyecto 89990 (2008).

 

Referencias

[1]. J.D. Joannopoulus, Robert D. Meade, and Joshua N. Winn, Photonic Crystal: Molding fhe flow, Princeton University Press, 1995.         [ Links ]

[2]. J–M. Lourtioz, H. Benisty, V. Berger, y J–M. Gerard, Photonic crystals: towards nanoscale photonic devices, Springer–Verlag Berlin Heidelberg, Berlin, 2005.         [ Links ]

[3]. A. A. Asatryan, K. Busch, R. C. McPhedran et al; Physical Review E, Vol. 63, issue 4, id 046612, 2001.         [ Links ]

[4]. F. Seydou, M. O. Ramahi, R. Duraiswami, T. Seppanen, Optics Express, 14, 11362 (2006).         [ Links ]

[5]. S. Shi, C. Chen, and D. W. Prather, J. Opt. Soc. Am. A21, 1769 (2004).         [ Links ]

[6]. L. Qi and Z. Yang, Progress in Electromagnetics Research, 91, 319 (2009).         [ Links ]

[7]. Irina A. Khromova and Leonid A. Melnikov, Optics Comunications, 281, 5458 (2008).         [ Links ]

[8]. S. He, S. Xiao, L. Shen, J. He, J. Fu, J. Phys. A: Math. Gen. 34, 9713 (2001).         [ Links ]

[9]. O. Hess, C. Hermann, A. Klaedtke, Phys. Status Solidi (a), 197, 605 (2003).         [ Links ]

[10]. D.M. Sullivan, Electromagnetic simulation using the FDTD method, IEEE Press Series, 2000        [ Links ]

[11]. M. Scalora M. J. Bloemer, A. S. Manka J. P. Dowling, C. M., Bowden, R. Viswanathan, J. W. Haus, Phys Rev A, 56, 3166 (1997).         [ Links ]

[12]. J.B. Pendry, Phys. Rev. Lett., 85, 3966 (2000).         [ Links ]

[13]. John B. Pendry, David Smith, Physics Today, pp. 37, 2004.         [ Links ]

[14]. Jensen Li, Lei, Zhou, C.T. Chan, P. Sheng, Phys. Rev. Lett., 90, 83901 (2003).         [ Links ]

[15]. D.R. Smith, Willie J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat–Naser, S. Shultz, Phys. Rev. Lett., 84, 4184 (2000).         [ Links ]

[16]. P. Halevi, F. Ramos–Mendieta, Phys. Rev. Lett., 85, 1875 (2000.         [ Links ])

[17]. A.M. Contreras–Reyes, W.L. Mochán, Phys. Rev. A 72, 034102 (2005)        [ Links ]

[18]. M. Palomino–Ovando, H. A. Coyotecatl, R. Esquivel–Sirvent, G. H. Cocoletzi, Phys. Letters A 267, 429 (2000).         [ Links ]

[19]. Zhi Y. Li, L.L. Lin, Phys. Rev. E 67, 046607 (2003).         [ Links ]

[20]. G. P. Ortiz, B. E. Martínez–Zérega, B. S. Mendoza, and W. L. Mochán, Phys. Rev. B 79, 245132 (2009).         [ Links ]

[21]. J. Manzanares–Martínez, F. Ramos–Mendieta, P. Halevi;, Physical Review B V, 72, 035336 (2005).         [ Links ]

[22]. A.D. Hernández de la Luz, A.F. Alvarado–García, Gregorio H. Cocoletzi, R. Esquivel–Sirvent, Solid State Commun. 132, 623 (2004).         [ Links ]