Estudio de cristales fotónicos bidimensionales de barras triangulares inmersos en una red tipo panal

Abstract

En el presente trabajo se realiza un estudio de la estructura de bandas de cristales fotónicos con dispersores de forma triangular inmersos en redes tipo panal y hexagonal. Inicialmente se plantea el estudio de un cristal regular en una red tipo panal, se encuentran los parámetros geométricos óptimos que maximizan el bandgap fotónico completo, obteniendo una configuración de orientación y tamaño del triángulo donde el bandgap tiene un ancho de aproximadamente ω= 0,0863*2πc/a para la polarización TM y ω = 0,1006*2πc/a para la polarización TE. Posteriormente se plantea el estudio de un defecto tipo estrella en el cristal regular que da lugar a la aparición de modos defectivos, de manera particular se resalta el modo defectivo para la polarización TM que permanece invariante para cualquier orientación de los triángulos. Así mismo, se consideran defectos lineales en la dirección horizontal omitiendo una o dos líneas de triángulos, de este sistema resulta la aparición de modos guiados. Por último, se analiza el comportamiento de la estructura de bandas en función de la temperatura y la presión hidrostática, observándose en ambos casos que el cambio de estas variables genera un corrimiento en la estructura de bandas que preserva el ancho del bandgap.

Abstract: In the present work we study the band structure of photonic crystals with triangular scatterers embedded on hexagonal and honeycomb lattices. Firstly, a studying of a regular photonic crystal on a honeycomb lattice is proposed, in this, we find the optimal parameters to maximize the absolute photonic bandgap and establish a specific configuration in which the photonic bandgaps are ∆ω = 0,0863 2πc a for TM polarization and ∆ω = 0,1006 2πc a for TE polarization. Next, we consider the studying of a star defect inside the photonic crystal, this defect produce the emergence of defect modes. Specially, we highlight the defec mode in TM polarization, it stay invariant for any angular orientation of triangles. After that, two kind of linear defect are considered by missing one or two horizontal lines of triangles, these defects produce guided modes. Finally, we analyze the effect of temperature and hydrostatic pressure and we find that these thermodinamic variables produce a shift on the band structure that preserve the photonic bandgap width.