חומרי להקות פוטוניים הם מבנים ממונדסים השולטים בהפצת האור.יש להם תכונות ייחודיות שהופכות אותם שימושיים במכשירים אופטיים שונים, כולל מסננים, גלורי גל, לייזרים.הבנת היסודות שלהם חיונית לפיתוח טכנולוגיות פוטוניות מתקדמות.

מקור: Photonic Bandgap Materials

חומרי להקות פוטוניים, הידועים גם כ גבישים פוטוניים, הם מבנים תקופתיים עם וריאציות באינדקס השביר.ריאציות אלה ליצור להקות פוטוניקה - מגוון של אורכי גל שבו אור לא יכול להפיץ דרך החומר. הנכס הזה דומה לזו של להקות אלקטרוניות במוליכים למחצה.

ה-Sgap תלוי בתקופתיות המבנה, ניגודי אינדקס השבירה, וממדליות. על ידי תכנון פרמטרים אלה, מהנדסים יכולים להתאים את ה-Sgap לאורכי גל ספציפיים, המאפשרים שליטה מדויקת על התנהגות האור בתוך החומר.

יישומים בתקני אופטיקה

חומרי להקות פוטוניים משמשים במכשירים אופטיים שונים כדי לתמרן אור ביעילות.הם יסודיים ביצירת מסננים אופטיים סלקטיביים מאוד שחוסמים או משדרים אורכי גל ספציפיים.פילטרים אלה חיוניים בטלקומוניקציה ויישומים רגישים.

בנוסף, גבישים פוטוניים מועסקים בתכנון תנודות גל נמוכות של אובדן נמוך, המגבילות אור בתוך אזור קטן, הפחתת אובדן אות.הם משמשים גם בקביעות לייזר כדי לשפר את פליטת האור ואת הכיוון, שיפור ביצועי לייזר.

סוגים של מבנה Photonic Bandgap

  • גבישים פוטוניים חד-ממדיים
  • גבישים פוטוניים דו-ממדיים
  • גבישים פוטוניים תלת-ממדיים

כל סוג מציע יתרונות ויישומים שונים. מבנים חד-ממדיים פשוטים יותר לדפוס ומשמשים בציפוי רב-שכבות. מבנים דו-ממדיים נפוצים במעגלים פוטוניים משולבים, בעוד מבנים תלת-ממדיים מספקים שליטה מלאה על אור בכל הכיוונים.