طراحی ساختاربلورفوتونی چرپ شده برای آشکارساز مادون قرمز چندرنگ کوک پذیر

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس- دانشجوی دکتری

2 دانشگاه تربیت مدرس- عضو هیات علمی

چکیده

در این مقاله ساختار بلورفوتونی چرپ شده برای آشکار ساز مادون قرمز چند رنگ کوک پذیر طراحی می شود. با استفاده از روش ماتریس انتقال (TMM) پاسخ طیف جذب در ساختار بلور فوتونی نقص دار تحت تاثیر پارامتر های ساختاری مختلف مانند تعداد، جنس و ضخامت لایه های بالا و پایین نقص و ضخامت خود لایه نقص مورد بررسی قرارمی گیرد. اثر لبه نوار بلورفوتونی روی طیف جذب آشکار ساز مادون قرمز بررسی، و افزایش ضریب جذب تا 96% برای این ساختار بدست می آید. همچنین اثرات پارامتر های ساختاری مختلف مانند جنس، ضخامت لایه های کناری و مرکزی و نیز اثر تقارن لایه های کناری در محل و شدت بیشینه ها در ساختار بلورفوتونی چرپ شده بررسی می شود. با افزایش تعداد لایه های کناری تا 31 لایه اثرات فیلتری زیاد شده و تعداد بیشینه های جذب به 7 عدد می رسد. در این حالت مقدار FWHM به 36 نانومتر و فاصله بیشینه ها از هم تا 171 نانومترکاهش می یابد. با استفاده از این نتایج محل بیشینه طول موج جذب در ساختار بلورفوتونی چرپ شده با دقت 48 نانومتر تنظیم می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design of Chirped Photonic Crystal Structure for Tunable Multi-Color Infrared Photodetector

نویسندگان [English]

  • علیرضا مبینی 1
  • وحید احمدی 2
چکیده [English]

In this work, we present chirped photonic crystal (PC) structure for design of tunable multi-color infrared
photodetector. Using transfer matrix method absorption spectral response under the effects of different structural
parameters like material and thickness of top and bottom layers and defect layer thickness in defect based
structure is investigated. We study PC band edge effect on absorption coefficient and a significant absorption
enhancement up to %96 is achieved for defect based structure. Also, effects of different structural parameters
like material and thickness of side and central layer and side layer symmetry on absorption peak location and
amplitude are investigated. With increasing side layer number to 31 the filtering effect enhanced and the number
of absorption peaks increased to 7 peaks. In this manner full width at half maximum is decreased down to 36
nm. Using these results we can tune absorption peaks location with accuracy of about 48 nm.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multi-Color
  • Chirp
  • TMM
  • Infrared Photodetector
  • Photonic Crystal