فوٽوونڪ ڪرسٽل

هڪ فوٽوونڪ ڪرسٽل هڪ جديد مواد آهي جيڪو متبادل طور تي ابتدائي سيلن تي مشتمل هوندو آهي جنهن ۾ هڪ اعليٰ ۽ گهٽ اضطراري انڊيڪس ۽ ماپون ڏنل اسپيڪٽرل وقفي کان روشني جي موج جي موج جي برابر هونديون آهن. فونڪ ڪرسٽل آپٽو اليڪٽرانڪس ۾ استعمال ٿيندا آهن. اهو فرض آهي ته هڪ photonic کرسٽل جي استعمال جي اجازت ڏيندو، مثال طور. روشنيءَ جي لهرن جي پروپيگيشن کي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ ۽ فوٽوونڪ انٽيگريٽيڊ سرڪٽس ۽ آپٽيڪل سسٽم جي تخليق لاءِ موقعا پيدا ڪندو، انهي سان گڏ ٽيليڪميونيڪيشن نيٽ ورڪن کي وڏي پيماني تي (Pbit/s جي حڪم تي).

روشنيءَ جي رستي تي هن مواد جو اثر سيمي ڪنڊڪٽر ڪرسٽل ۾ اليڪٽرانن جي حرڪت تي هڪ لٽڪيءَ جي اثر وانگر آهي. تنهن ڪري نالو "photonic crystal". فوٽوونڪ ڪرسٽل جي بناوت ان جي اندر هڪ خاص حد تائين روشني واري لهرن جي پروپيگنڊا کي روڪي ٿي. ان کان پوء اتي نام نهاد photon خلا آهي. فوٽوونڪ ڪرسٽل ٺاهڻ جو تصور 1987 ۾ آمريڪا جي ٻن تحقيقاتي مرڪزن ۾ هڪ ئي وقت پيدا ٿيو.

نيو جرسي ۾ بيل ڪميونيڪيشن ريسرچ تي ايلي يبلونووچ فوٽوونڪ ٽرانزسٽرز لاءِ مواد تي ڪم ڪري رهيو آهي. ان کان پوءِ هن ”فوٽوونڪ بينڊ گپ“ جو اصطلاح جوڙيو. ساڳئي وقت، پرائسٽن يونيورسٽي جي سجيو جان، ٽيليڪميونيڪيشن ۾ استعمال ٿيندڙ ليزرز جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاء ڪم ڪري، هن تمام خال کي دريافت ڪيو. 1991 ع ۾، ايلي Yablonovich پهريون photonic کرسٽل حاصل ڪيو. 1997 ۾، ڪرسٽل حاصل ڪرڻ لاء ھڪڙي ڪاميٽي جو طريقو ٺاھيو ويو.

قدرتي طور تي پيدا ٿيندڙ ٽن طرفي ڦوٽونڪ ڪرسٽل جو هڪ مثال اوپل آهي، مورفو جينس جي تتل فلائي جي ونگ جي فوٽونڪ پرت جو هڪ مثال. بهرحال، فوٽوونڪ ڪرسٽل عام طور تي مصنوعي طور تي ليبارٽريز ۾ سلکان مان ٺاهيا ويندا آهن، جيڪو پڻ غير محفوظ آهي. انهن جي جوڙجڪ موجب، اهي هڪ-، ٻه- ۽ ٽي-dimensional ۾ ورهايل آهن. سادي جوڙجڪ هڪ طرفي جوڙجڪ آهي. هڪ طرفي فوٽوونڪ ڪرسٽل مشهور آهن ۽ ڊگها استعمال ٿيل ڊائلٽرڪ پرت آهن جيڪي هڪ اهڙي عڪاسي کي ظاهر ڪن ٿيون جيڪي واقعن جي روشني جي موج جي ڊيگهه تي منحصر آهن. حقيقت ۾، اهو هڪ بريگ آئيني آهي جنهن ۾ ڪيترن ئي تہن تي مشتمل آهي، جنهن ۾ متبادل اعلي ۽ گهٽ اضطراب واري اشارن سان. هڪ برگ آئيني هڪ باقاعده گهٽ پاس فلٽر وانگر ڪم ڪري ٿو، ٻين کي گذرڻ دوران ڪجهه تعدد کي ظاهر ڪري ٿو. جيڪڏهن توهان هڪ برگ آئيني کي هڪ ٽيوب ۾ رول ڪريو ٿا، توهان کي ٻه طرفي جوڙجڪ ملي ٿي.

مصنوعي طور تي ٺاهيل ٻه طرفي فوٽوونڪ ڪرسٽل جا مثال فوٽوونڪ آپٽيڪل فائبر ۽ فوٽوونڪ پرت آهن، جيڪي ڪيترن ئي ترميمن کان پوءِ، روايتي مربوط آپٽڪس سسٽم جي ڀيٽ ۾ تمام گهٽ فاصلن تي روشني سگنل کي ريڊائريڪٽ ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري سگھجن ٿيون. في الحال، فوٽوونڪ ڪرسٽل جي ماڊلنگ لاء ٻه طريقا آهن.

первый - PWM (جهاز جي لهر جو طريقو) هڪ- ۽ ٻه-dimensional جوڙجڪ ڏانهن اشارو ڪري ٿو ۽ نظرياتي مساواتن جي حساب سان شامل آهي، جنهن ۾ بلوچ، فيراڊائي، ۽ ميڪسويل مساوات شامل آهن. ٻيو فائبر آپٽڪ ڍانچي جي ماڊلنگ جو طريقو FDTD (Finite Difference Time Domain) طريقو آهي، جنهن ۾ ميڪسويل جي مساواتن کي حل ڪرڻ تي مشتمل آهي جنهن ۾ برقي ميدان ۽ مقناطيسي فيلڊ لاءِ وقت جي انحصار سان. اهو ممڪن بڻائي ٿو ته ڏنل ڪرسٽل ڍانچي ۾ برقي مقناطيسي لهرن جي پروپيگنڊا تي عددي تجربا ڪرڻ. مستقبل ۾، اهو ممڪن بڻائڻ گهرجي ته ڦوٽونڪ سسٽم حاصل ڪرڻ لاء طول و عرض سان گڏ مائڪرو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي مقابلي ۾ جيڪي روشني کي ڪنٽرول ڪرڻ لاء استعمال ڪيا ويا آهن.

فوٽوونڪ ڪرسٽل جون ڪجهه ايپليڪيشنون:

• ليزر cavities جي چونڊيل آئيني،
• ورهايل موٽ سان ليزر،
• ڦوٽونڪ فائبر (فوٽوونڪ ڪرسٽل فائبر)، فلامنٽ ۽ پلانر،
• فوٽوونڪ سيمي ڪنڊڪٽر، الٽرا اڇا رنگ،
• وڌايل ڪارڪردگيءَ سان LEDs، Microresonators، Metamaterials - کاٻي هٿ وارو مواد،
• فوٽوونڪ ڊوائيسز جي براڊ بينڊ جاچ،
• spectroscopy، interferometry يا optical coherence tomography (OCT) - هڪ مضبوط مرحلو اثر جو استعمال.