Programática para Calcular la Emisión Electromagnética de Cherenkov en Cristales Fotónicos con Estructura Aleatoria
DOI:
https://doi.org/10.30973/progmat/2019.11.1/8Palabras clave:
Campo Electromangético, Cristal Fotónico Aleatorio, Emisión de CherenkoResumen
En este artículo, estudiamos numéricamente la emisión óptica de Cherenkov, por una carga no relativista que se mueve de manera uniforme sobre la superficie de un cristal fotónico 2- D con perturbaciones aleatorias. Se aplica la técnica FDTD para el estudio de las oscilaciones del campo electromagnético que genera el paso de una partícula a través de la estructura fotónica. Se encuentra una estructura casi-estática de las oscilaciones del campo producidas por la discontinuidad de la permitividad dieléctrica en la superficie de rejilla fotónica periódica. Tales oscilaciones tienen gran amplitud en el cono de grupo de Cherenkov y generan una serie de resonancias espectrales bien definidas correspondientes a los modos propios de la red fotónica. También se investiga la dinámica y las propiedades del campo en el cristal con vacancias aleatorias. En tal situación, la forma del campo muestra estabilidad estructural de la emisión de Cherenkov en el cristal fotónico considerado, incluso a un cierto grado de perturbaciones aleatorias.
Citas
Se-Heon, K., Sun-Kyung, K., and Yong-Hee, L. Vertical beaming of wavelength-scale photonic crystal resonators. Physical Review, 2006, 73. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.73.235117
Painter, O., Lee, R. K., Scherer, A., Yariv A., O'Brien, J. D., Dapkus, P. D., Kim, I. TwoDimensional Photonic Band-Gap Defect Mode Laser. Science, 1999, 284. https://doi.org/10.1126/science.284.5421.1819
Painter, O., and Srinivasan, K., Polarization properties of dipolelike defect modes in photonic crystal nanocavities. Optics Letters, 2001, 27, 339-341. https://doi.org/10.1364/OL.27.000339
Johnson, S. G., Fan, Sh., Villeneuve, P. R., Joannopoulos, J. D., and Kolodziejski, L. A. Guided modes in photonic crystal slabs. Phys. Rev. 1999, 60. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.60.5751
Sakoda, K. Optical Properties of Photonic Crystals. Edition Springer Berlin Heidelberg New York, Third, 2005.
Joannopoulos, J.D, Meade, R. D., and Winn, J. N. Photonic crystal: modeling the flow of light. Princenton University Press., Princeton, NJ, 1995.
Russell, P. St. J., Atkin, D. M., Birks, T.A. and Roberts, P. J. Bound Modes of TwoDimensional Photonic Crystal Waveguides. Microcavities and Photonic Bandgaps: Physics and Applications. 1996. 1-10. https://doi.org/10.1007/978-94-009-0313-5_18
Cherenkov, P. A. Visible emission of clean liquids by action of ???? radiation, Dokl. Akad. Nauk, 2, 1934.
Afanasiev, G. N., Cherenkov Radiation in a Dispersive Medium, Vavilov-Cherenkov and Synchrotron Radiation, Fundamental Theories if Physics. Kluwer Academin Publishers, 2004. https://doi.org/10.1007/1-4020-2411-8_4
Joannopoulos, J.D, Meade R. D., and Winn J. N, Photonic crystal: modeling the flow of light. Princenton University Press., Princeton, NJ, 1995.
Sakoda, K., Optical Properties of Photonic Crystals. Edition Springer Berlin Heidelberg New York, Third, 2005.
Garcia de Abajo, F. J., Pattantyus, A. G., Zabala, N., Rivacoba, A., Wolf, M. O., and Echenique, P. M. Cherenkov Effect as a Probe of Photonic Nanostructure. Phys. Rev. Lett. 2003, 91. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.143902
Xiang-Wei, Sh., Jin-Hui, Y., Xin-Zhu, S., ChongXiu, Y., Lan, R., Min, X., Ying, H., Chang-Ming, X. and Lan-Tian, H. Highly efficient Cherenkov radiation generation in the irregular point of hollow-core photonic crystal fiber. Chinese Physics B. 2012, 21. https://doi.org/10.1088/1674-1056/21/11/114102
Kremers, Ch., Dmitry, N., Chigrin and Kroha, J. Theory of Cherenkov Radiation in Periodic Dielectric Media: Emission Spectrum. Physical Review A. 2009, 79. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.79.013829
Taflove, A., and Hagness, S. C. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference TimeDomain Method. Artech House, Boston, Second, 2000.
Se Heon, K. Wavelength Scale Photonic Crystal Cavities Toward High Efficiency Unidirectional Photon Sources. Department of Physics. Korea Advances Institute of Science and Technology. 2006.
Martínez, E. Tesis: Aplicación de las Condiciones de Frontera Absorbentes para Problemas de Propagación de Ondas Electromagnéticas, Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas, 2013.
Carusotto, I., Artoni M., La Rocca, G. C. and Bassani F., Slow Group Velocity and Cerenkov Radiation, Physical Review Letters. 2001, 87. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.87.064801
Painter O. and Srinivasan K. Polarization properties of dipolelike defect modes in photonic crystal nanocavities. Optics Letters. 2001, 27( 5). https://doi.org/10.1364/OL.27.000339
Jackson, J. D. Classical Electrodynamics. J. Willey Son Ink. New York London Sidney, Third, 1962.
Koshlyakov, N. S., Smirnov, M. M. , Gliner E. B. Differential Equations of Mathematical Physics. North-Holland Publishing Company, Amsterdam, 1964.
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