Fonksiyonel fotonik kristal aygıt tasarımları

Fotonik kristaller kullanılarak birçok alanda uygulanabilir aygıt tasarımları yapılabilmektedir. Bu tez çalışmasında, farklı tasarıma sahip kare örgü fotonik kristaller kullanılarak entegre optikte kullanılabilecek çeşitli cihazlar önerilmiştir. İlk olarak fotonik kristal yapıda asimetrik ışık iletiminin deneysel ve numerik sonuçları sunulmuştur. Fotonik kristal birim hücrelerinin pozisyonlarının değiştirilmesi ile asimetrik ışık yayılımı elde edilmiştir. Dalga kılavuzunun çıkışında toplanan güç miktarı, ileri ve geri yayılma yönünde birbirinden farklı olmuştur. Çalışmada ayrıca gökkuşağı yakalama olarak adlandırılan başka bir fotonik kristal uygulaması da araştırılmıştır. Yeni tasarlanmış iki boyutlu fotonik yapıda gökkuşağı yakalama olayı nümerik sonuçlarla incelenmiştir. Yapı parametreleri ayarlanarak ışığın yapı içerisinde hapsolması sağlanmıştır. Geniş bantlı elektromanyetik dalga hapsolması için her birim hücrenin yapı içerisindeki konumu ve dielektrik doluluk oranı düzgün bir şekilde ayarlanmıştır. Önerilen yapının tamamen geçirgen dielektrik malzemeden oluşması efektif kırılma indisinin pozisyona bağlı olarak değişmesi ile farklı elektromanyetik bölgelerdeki ışığın hapsolmasını sağlanmıştır. Bu çalışmalara ek olarak tezde dereceli kırılma indisine sahip fotonik kristal yapı kullanılarak dalga boyu seçici bir ortam tasarlanmıştır. Hiperbolik sekant indeks profiline sahip tasarımda farklı dalga boyları farklı yollar izleyerek x-ekseni doğrultusunda yapıyı farklı pozisyonlarda terk etmiştir. Bu durum dalga boyu seçici ortam tasarımı için derecelendirilmiş kırılma indisine sahip fotonik kristallerin kullanılabildiğini göstermiştir.