ETUDE DES CAPTEURES A CRISTAUX PHOTONIQUE PLANAIRE

Abstract

Les cristaux photoniques (PC) ou les matériaux à matériaux à bandes interdites photoniques (BIP) sont des structures artificielles avec une structure à l'échelle nanométrique caractérisée par une constante diélectrique (indice de réfraction) qui change périodiquement à l'échelle de la longueur d'onde dans plusieurs directions de l'espace. Ces propriétés le rendent intéressant pour de nombreuses applications en optique. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail est d'étudier les capteurs à cristaux photoniques, et pour y parvenir, Basé sur la méthode de différence finie dans le domaine temporel (FDTD) et la méthode d'onde plane (PWE) en utilisant du logiciel OptiFDTD, nous avons étudié les bandes interdites photoniques d'une structure hexagonale. Nous avons réalisé une cavité cristalline optique en retirant deux tiges de silicium remplis d'air, puis nous avons étudié le confinement de la lumière et la position du pique de transmission pour la polarisation TE et TM. Le travail effectué a conduit à la réalisation d'un capteur à base de cristaux photonique qui permet la détection de produits chimiques espèces caractérisées par des dimensions nanométriques. Nous proposons également une autre structure d'un cristal photonique afin de comparer la sensibilité d'une autre structure, et cette structure représente deux guides d'ondes couplés au centre avec une cavité. La sensibilité de cette structure est calculée en comparant l'indice de réfraction avec l'indice de réfraction de la cavité, et la longueur de résonance du pic au niveau de cette structure avec la longueur de la cavité résonnante. Les capteurs basés sur l'indice de réfraction sont la classe la plus courante de capteurs PhC.

البلورات الضوئية ) PC ( أو مواد فجوة النطاق الضوئية ) BIP ( هي هياكل اصطناعية ذات بنية نانوية تتميز بثابت عازل )معامل الانكسار( يتغير بشكل دوري على مقياس الطول الموجي في عدة اتجاهات في الفضاء. هذ ه الخصائص تجعلها مثيرة للاهتمام للعديد من التطبيقات في مجال البصريات. في هذا السياق، الهدف من هذا العمل هو دراسة المستشعرات البلورية الضوئية، ولتحقيق ذلك، استنادا إلى المجال الزمني للفرق المحدود ) FDTD ( وطريقة الموجة المستوية ) PWE ( باستخدام برنامج OptiFDTD درسنا نطاقات الفوتونات الضوئية لهيكل سداسي. قمنا بعمل تجويف بلوري ضوئي عن طريق إزالة قضيبين من السيليكون مملوءين بالهواء، ثم درسنا حصر الضوء وموقع ذروات الارسال لاستقطابين TE و TM ، وأدت الاعمال المنجزة لتحقيق كاشف يعتمد على البلورات الضوئية يسمح باكتشاف الأنواع الكيميائية التي تتميز بأبعاد نانوية. أيضا نقترح بنية أخرى لبلورة فوتونية من أجل مقارنة حساسية بنية أخرى، ويمثل هذا الهيكل دليلين موجيين مقترنين في المركز بتجويف. يتم حساب حساسية هذه البنية بمقارنة معامل الانكسار مع معامل الانكسار الخاص بالتجويف، وطول الرنين للذروة عند هذ ا الهيكل مع طول التجويف الرنيني. تمثل المستشعرات القائمة على مؤشر الانكسار أكثر فئات مجسات PhC شيوع ا.