Tümleşik optikte parite zaman simetrisi uygulamaları

Optik dalga kılavuzlarında farklı dereceden enine kipler ayırmak veya birleştirmek tümleşik optiğin araştırma alanlarından biridir. Enine kiplerin ayrılması için farklı geometrik yapıya sahip çeşitli pasif dalga kılavuzu birleştirici tasarımları yapılmaktadır. Son zamanlarda, PZ simetrisi kavramının optikte uygulanması, farklı tümleşik optik aygıtların tasarımına olanak sağlamaktadır. Bu kavram ilk önce kuvantum fiziğinde incelenmiştir. Bu çalışmalarda V (x) = V*(- x) koşulunu sağlayan potansiyellerin, Hermisyen sistemlerde olduğu gibi gerçek özdeğerler alabileceği gösterilmiştir. Daha sonra Schrödinger denklemi ile EM dalga denklemi arasındaki benzerlikten yararlanılarak, kompleks kırılma indisi dağılımında 𝑛(𝐫)=𝑛𝑅(𝐫)+𝑖𝑛𝐼(𝐫) , 𝑛(𝐫)=𝑛∗(−𝐫) şartının sağlanması halinde PZ simetrisinin elde edilebileceği gösterilmiştir. Öte yandan, süperörgü ve kuvantum kuyuları kullanarak kızılötesi ve terahertz bölgesini de kapsayan ışık kaynağı olarak geliştirilmekte olan kuvantum çağlayan lazerler son yıllarda önemli gelişmelere sahne olmuştur. Bu çalışmada kuvantum çağlayan lazerlerde PZ simetri uygulaması incelenmiştir. Kazanç ve kayıp parametrelerinin modülasyonu ile enine kiplerin eşleşme katsayılarını değiştirerek PZ simetrik kuantum çağlayan lazerlerde yönlü çiftleyicilerde enine kiplerin ayrıştırılması sağlanmıştır. nmıştır. Geliştirilen tasarım, sonlu fark öz kip çözücü ve sonlu fark ışın yayılımı yöntemi ile simüle edilmiştir. Önce kuantum çağlayan lazerlerde öz kip çözücü yöntemi kullanılarak enine kiplerin özellikleri elde edilmiş sonrasında enine kiplerin ayrıştırılması için uygun kazanç ve kayıp değerleri hesaplanmıştır. Daha sonra belirlenen kazanç ve kayıp ortamına sahip çiftleyici sonlu farklar ışın ilerleme yöntemi ile simüle edilerek uygun kazanç ve kayıp değerleri altında TE0 ve TE1 kiplerinin ayrılabileceği gösterilmiştir.