Sympozjum Techniki Laserowej STL 2018 - Analiza właściwości generacyjnych laserów DBR opartych na hiperkryształach fotonicznych

Abstract

W ostatnich latach, nanofotonika, jako dziedzina umożliwiająca kształtowania własności optycznych na poziomie strukturalnym, stanowi jedną z najbardziej dynamicznie rozwijanych gałęzi współczesnej nauki. W szczególności, metamateriały hiperboliczne (HMM), tj. nanostruktury charakteryzujące się niezwykle silną dyspersją, leżą w centrum zainteresowania wielu zespołów naukowych na całym świecie. Jak do tej pory, właściwości struktur HMM były rozważane w wielu zastosowaniach, włączając w to bezdyfrakcyjne obrazowanie, czy detekcje sygnałów biologicznych [1,2]. Ponadto, z uwagi na potencjalnie nieskończoną gęstość stanów [1], struktury te były również rozważane w kontekście kontroli efektywnego wzmocnienia i absorpcji [3], a także zwiększania efektywności emisji spontanicznej oraz wymuszonej [4]. Równolegle do badań poświęconym właściwościom metamateriałów hiperbolicznych, prowadzone były prace dotyczące ich wykorzystania w bardziej złożonych strukturach, które oferują zupełnie nowymi cechy. Jednym z flagowych przykładów takich struktur jest tzw. hiperkryształ fotoniczny (z ang. photonic hypercrystal, PHC) łączący cechy propagacji plazmonicznej oraz fotonicznej. Typowo, struktura PHC jest zrealizowana poprzez naprzemienne ułożenie materiału wykazującego dyspersję hiperboliczną oraz materiału dielektrycznego [5]. Niniejsza praca jest dedykowana analizie właściwości generacyjnych nowej klasy laserów DBR (ang. distributed bragg reflector) opartych na przestrajalnych hiperkryształach fotonicznych. Zakres proponowanej analizy obejmuje wpływ geometrii oraz konfiguracji struktury na próg generacji oraz właściwości spektralne promieniowania wyjściowego. Ponadto, rozważona zostanie również możliwość dynamicznego kształtowania wyjściowych charakterystyk emisyjnych, zapewnioną poprzez przestrajalność napięciową zastosowanej struktury HMM.