ဖိုတွန်ကြည်လင်

ဖိုနစ်ပုံဆောင်ခဲသည် ပေးထားသည့် ရောင်စဉ်တန်းအကွာအဝေးမှ အလင်း၏လှိုင်းအလျားနှင့် မြင့်မားသောအလင်းယိုင်မှုအညွှန်းကိန်းနှင့် အနိမ့်အမြင့်ရှိသော မူလဆဲလ်များ၏ အလှည့်အပြောင်းပါဝင်သော ခေတ်မီပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ Phonic crystals ကို optoelectronics တွင်အသုံးပြုသည်။ ဥပမာအားဖြင့် photonic crystal ကိုအသုံးပြုခြင်းသည် ခွင့်ပြုမည်ဟု ယူဆပါသည်။ အလင်းလှိုင်းပျံ့နှံ့မှုကို ထိန်းချုပ်ရန်နှင့် photonic ပေါင်းစပ်ဆားကစ်များနှင့် အလင်းပြန်စနစ်များ ဖန်တီးခြင်းအပြင် ကြီးမားသော bandwidth (Pbps အစီအစဥ်အရ) ရှိသော ဆက်သွယ်ရေးကွန်ရက်များ ဖန်တီးခြင်းအတွက် အခွင့်အလမ်းများ ဖန်တီးပေးမည်ဖြစ်သည်။

အလင်းလမ်းကြောင်းပေါ်ရှိ ဤပစ္စည်း၏အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာပုံဆောင်လင်းရှိ အီလက်ထရွန်များ၏ရွေ့လျားမှုအပေါ် ဆန်ခါတစ်ခု၏အကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် ဆင်တူသည်။ ထို့ကြောင့် "photonic crystal" ဟူသောအမည်သည် photonic crystal ၏ဖွဲ့စည်းပုံသည် လှိုင်းအလျားအကွာအဝေးအတွင်း အလင်းလှိုင်းများပျံ့နှံ့ခြင်းကို တားဆီးပေးသည်။ နောက်တော့ photon gap လို့ခေါ်တယ်။ ပုံသဏ္ဍန်ပုံဆောင်ခဲများ ဖန်တီးခြင်းဆိုင်ရာ အယူအဆကို အမေရိကန် သုတေသနဌာနနှစ်ခုတွင် 1987 ခုနှစ်တွင် တစ်ပြိုင်နက် ဖန်တီးခဲ့သည်။

New Jersey ရှိ Bell Communications Research မှ Eli Jablonovich သည် photonic transistors များအတွက် ပစ္စည်းများပေါ်တွင် အလုပ်လုပ်ခဲ့သည်။ ထိုအချိန်တွင် သူသည် "photonic bandgap" ဟူသောအသုံးအနှုန်းကို ဖန်တီးခဲ့သည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ Prieston တက္ကသိုလ်မှ Sajiv John သည် တယ်လီဖုန်းဆက်သွယ်ရေးတွင် အသုံးပြုသည့် လေဆာများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန် လုပ်ဆောင်နေချိန်တွင် တူညီသောကွာဟချက်ကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည်။ 1991 ခုနှစ်တွင် Eli Yablonovich သည် ပထမဆုံး ပုံသဏ္ဍာန်ပုံဆောင်ခဲကို ရရှိခဲ့သည်။ 1997 ခုနှစ်တွင် crystals များရရှိရန်အစုလိုက်အပြုံလိုက်နည်းလမ်းကိုတီထွင်ခဲ့သည်။

သဘာဝအတိုင်း ဖြစ်ပေါ်နေသည့် သုံးဖက်မြင် ပုံသဏ္ဍာန် ပုံဆောင်ခဲ၏ ဥပမာမှာ လိပ်ပြာမျိုးရင်း Morpho ၏ အတောင်ပံ၏ ပုံသဏ္ဍာန်အလွှာ၏ နမူနာဖြစ်သော opal ဖြစ်သည်။ သို့သော်၊ ဖိုနစ်ပုံဆောင်ခဲများကို အများအားဖြင့် ဓာတ်ခွဲခန်းတွင် ပေါက်ရောက်သော ဆီလီကွန်မှ အတုပြုလုပ်ကြသည်။ ၎င်းတို့၏ဖွဲ့စည်းပုံအရ၊ ၎င်းတို့ကို တစ်၊ နှစ်၊ သုံးဖက်မြင်ဟူ၍ ပိုင်းခြားထားသည်။ အရိုးရှင်းဆုံးဖွဲ့စည်းပုံမှာ တစ်ဖက်မြင်ဖွဲ့စည်းပုံဖြစ်သည်။ တစ်ချက်ဖက်မြင် ဖိုနစ်ပုံဆောင်ခဲများသည် လူသိများပြီး တာရှည်အသုံးများသည့် dielectric အလွှာများဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် အလင်း၏လှိုင်းအလျားပေါ်မူတည်၍ ရောင်ပြန်ဟပ်ဖော်ကိန်းဖြင့် လက္ခဏာရပ်များဖြစ်သည်။ အမှန်မှာ၊ ဤအရာသည် Bragg မှန်တစ်ချပ်ဖြစ်ပြီး၊ မြင့်မားသောနှင့် အနိမ့်အလင်းပြန်ညွှန်းကိန်းများ အလှည့်ကျအလွှာများစွာပါ၀င်သည်။ Bragg mirror သည် ပုံမှန် low-pass filter ကဲ့သို့ အလုပ်လုပ်သည်၊ အချို့သော frequencies များသည် ဖြတ်သန်းသွားချိန်တွင် ထင်ဟပ်ပါသည်။ Bragg မှန်ကို ပြွန်တစ်ခုထဲသို့ လှိမ့်ထားပါက၊ သင်သည် နှစ်ဖက်မြင်ဖွဲ့စည်းပုံကို ရရှိမည်ဖြစ်သည်။

အတုပြုလုပ်ဖန်တီးထားသော နှစ်ဖက်မြင်ပုံနစ်ပုံဆောင်ခဲများ၏ နမူနာများသည် ဖော်မြူလာဖန်မျှင်များနှင့် ဖိုနစ်အလွှာများဖြစ်ပြီး၊ များစွာသော ပြုပြင်မွမ်းမံမှုများပြီးနောက်၊ သမားရိုးကျပေါင်းစပ်ထားသည့် optics စနစ်များထက် များစွာသေးငယ်သော အကွာအဝေးရှိ အလင်းအချက်ပြမှု၏ ဦးတည်ရာကို ပြောင်းလဲရန်အတွက် အသုံးပြုနိုင်သည်။ လောလောဆယ်တွင် photonic crystals များကို ပုံစံထုတ်ရန် နည်းလမ်းနှစ်ခုရှိသည်။

первый - PWM (လေယာဉ်လှိုင်းနည်းလမ်း) သည် တစ်ဖက်နှင့်တစ်ဖက် နှစ်ဘက်မြင်ဖွဲ့စည်းပုံကို ရည်ညွှန်းပြီး Bloch၊ Faraday၊ Maxwell ညီမျှခြင်းများအပါအဝင် သီအိုရီညီမျှခြင်းများကို တွက်ချက်ရာတွင် ပါဝင်ပါသည်။ ဒုတိယ Fiber Optic တည်ဆောက်ပုံများကို စံနမူနာပြုခြင်းနည်းလမ်းမှာ FDTD (Finite Difference Time Domain) နည်းလမ်းဖြစ်ပြီး၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းနှင့် သံလိုက်စက်ကွင်းအတွက် အချိန်မှီခိုမှုနှင့်အတူ Maxwell ၏ညီမျှခြင်းများကို ဖြေရှင်းရာတွင် ပါဝင်ပါသည်။ ၎င်းသည် ပေးထားသော ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံများတွင် လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများ ပြန့်ပွားခြင်းဆိုင်ရာ ကိန်းဂဏာန်းစမ်းသပ်မှုများကို လုပ်ဆောင်နိုင်စေသည်။ အနာဂတ်တွင်၊ ၎င်းသည် အလင်းကို ထိန်းချုပ်ရန် အသုံးပြုသည့် မိုက်ခရိုအီလက်ထရွန်းနစ် ကိရိယာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်နိုင်သော အတိုင်းအတာရှိသော ဖိုနစ်စနစ်များကို ရရှိစေမည်ဖြစ်သည်။

photonic crystal ၏ အချို့သော applications များ

• လေဆာ ပဲ့တင်သံများ ရွေးချယ်ထားသော မှန်များ၊
• ဖြန့်ဝေထားသော တုံ့ပြန်ချက် လေဆာများ၊
• ဖိုတိုနစ် အမျှင်များ (photonic crystal fiber)၊ fiber နှင့် planar၊
• ဖိုနစ်တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း၊ အလွန်အဖြူရောင်ခြယ်ပစ္စည်း၊
• ပိုမိုကောင်းမွန်သော စွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော အယ်လ်အီးဒီများ၊ Microresonators၊ Metamaterials - ဘယ်ဘက်ပစ္စည်းများ၊
• ဘရော့ဘန်းဖြင့် ဓာတ်ပုံနစ်ကိရိယာများကို စမ်းသပ်ခြင်း၊
• spectroscopy၊ interferometry သို့မဟုတ် optical coherence tomography (OCT) - ပြင်းထန်သောအဆင့်အကျိုးသက်ရောက်မှုကိုအသုံးပြုခြင်း။