ملخص
تشكيل و محاكاة الفوتونية الألياف البصرية تعتبر البلورات الفوتونية من أھم مجالات البحت في الوقت الحاضر، وتعرف على أنھا بنيات دورية في أوساط كھرومغناطيسية مصنعة من مواد لھا معاملات سماحية مختلفة . ينتج عن ھذه البنيات ما يعرف بفجوات النطاق الفوتونية بحيث تمنع الموجات ذات الترددات الواقعة في ھذه الفجوة من الانتشار في التراكيب . ينتج عن ھذه الفجوات الفوتونية العديد من الخصائص التي يمكن الاستفادة منھا خاصة في مجال البصريات . تشكيل و محاكاة البلورات الفوتونية لغرض فھم خصائصھا المميزة يمكننا من تصميم أجھزة تعتمد في تكوينھا على ال الفوتونية فجوات . فعلى سبيل المثال ھذه الأجھزة، تشمل التجاويف الدقيقة ذات معامل الخطية (Q) جودة ذات (linear waveguide) عال، ودلائل الموجات ودلائل موجات العالية الكفاءة ضوئية (highly efficient sharp bend) بانحناءات حادة وبعض المرشحات تعتبر الأجھزة التي تعتمد في تكوينھا على البلورات الفوتونية في بعدين على أنھا المرشح الأكبر لتطوير مايعرف بالدوائر الضوئية المتكاملة. وتشمل العوامل التي تؤثر في تكوين الفجوات الترددية التركيب الابتدائي للخلية، والفرق بين للت معاملات السماحية للمواد المكونة ركيب و الدرات ، شكل وكذ ، الك النسبة بين حجم الدرات إلى الحجم الكلي للخلية. و الفوتونية البلورات ھي ع عبارة عن اكسات ضوئية مثالية تمنع الموجات الضوئية التي لھا ترددات واقعة في مدى فجوة النطاق للبلورة من الانتشار خلالھا، مما يمكننا من التحكم في الضوء وذالك بإحداث خلل في دورية البلورة , حيت الموجة المحصورة في ھدا الخلل لا يمكنھا الانتشار في التركيب لأنھا واقعة في فجوة النطاق للبلورة, من أھم طرق إحداث الخلل التي يمكن إنشاؤھا في البلورة مايعرف بالخلل النقطي و الخلل الخطي اللذان يعملان على تيسير تصميم العديد من الأجھزة الكھرومغناطيسية والتي تختلف في خصائصھا على الأجھزة الاعتيادية. تعتبر الألياف البصرية الفوتونية من أھم تطبيقات البل ورات الفوتونية لما لھا من خصائص غير موجودة في الألياف البصرية العادية فعلى سبيل المثال تشتغل ھذه الألياف بسريان نمط واحد في مدى واسع من الأطوال الموجية و كذالك إمكانية التحكم في التشتت اللوني للضوء والحصول على تشتت مسطح على مدى واسع من الأطوال الموجية .محا كاة الألياف البصرية الفوتونية يساعدنا على فھم آلية انتشار الأنماط الكھرومغناطيسية الألياف ومناطق التشغيل المختلفة لھذه الالياف.
Abstract
Modeling And Simulation Of Photonic Crystal Optical FIBER WAVEGUIDE Photonic Crystals Are Periodic Electromagnetic Media That Can Be Used In Microwave And Optical Wavelength Scale. They Possess Photonic Band Gaps (Pbgs) That Inhibit The Existence Of Light Within The Crystals In Certain Wavelength Range. Such Band Gaps Produce Many Interesting Optical Phenomenal Leading To The Integration Of Optical And Electronic Devices Using Standard Manufacturing Techniques. Modeling And Simulation Of These Periodic Structures To Understand Their Fine Characteristics Enable Us To Design Photonic Crystal Based Devices. Examples Of Devices Studied Include High-Q Micro-Cavities And Linear Waveguides. Twodimensional PBG Planar Devices Are Ideal Candidates For Novel Dense Optical Integrated Circuits. Several Material And Structural Parameters Are Found To Affect The Band Gap. These Include The Lattice Geometry, Dielectric Constants Contrast, 'Atom' Shape And A Filling Ratio. Photonic Band Gap Devices Are Perfect Omni-Directional Mirrors. Light Can Be Controlled In Order To Be Confined Only In The Defect Region Surrounded By These Materials. Among Various Designs Of Defects, Point Defects And Linear Defects Are The Two Basic Forms That Are Most Important. It Was Found That Point Defects Can Form Resonator Centers Of Very High Quality Factors, Whereas Line Defects Can Form Linear Waveguides In Low/High Index Material. Highly Efficient Energy Transfer Occurs Between Defect Modes. Using The Multipole Method, We Investigated In Some Detail The Photonic Crystal Fiber PCF Dispersion And Loss Properties, And Developed Better PCF Designs With Low Confinement Losses And Ultra-Flattened Dispersion On A Wide Wavelength Range.