Eine exponentielle Zunahme der Menge gespeicherter Informationen macht die Entwicklung neuer optoelektronischer Geräte immer wichtiger. In letzter Zeit sind photonische Kristalle als Alternative aufgetaucht, um die Einschränkungen herkömmlicher photonischer Geräte zu überwinden, dank ihrer Fähigkeit, Photonen im mikroskopischen Raum frei zu steuern. Ein Forschungsteam von POSTECH hat einen photonischen Dispersionslöser entwickelt, der als Grundlage für Studien zu photonischen Kristallen dienen und die nächste Generation hochintegrierter Geräte einführen kann
Professor Junsuk Rho (Department of Mechanical Engineering und Department of Chemical Engineering) am POSTECH hat zusammen mit einem Team des Gwangju Institute of Science and Technology (GSIT) unter der Leitung von Assistant Professor Minkyung Kim einen auf der gekoppelten Dipolmethode basierenden photonischen Dispersionslöser ( CDPDS) kostenlos online. Die Forschungsergebnisse wurden in vorgestellt Computerphysik-Kommunikation.
Die Forschung zur topologischen Photonik erfordert eine Vielzahl von Simulationen, einschließlich der Bandanalyse eines photonischen Kristalls, der Berechnung der Grenzbanddispersion zwischen zwei verschiedenen photonischen Kristallen und der analytischen Berechnung topologischer Phasen unter Verwendung dielektrischer Strukturen photonischer Kristalle. Diese Anforderungen haben es erforderlich gemacht, verschiedene Simulationseinstellungen einzuführen und Nachbehandlungsberechnungen zu verwenden, was von der Aufnahme von Forschungsarbeiten abschrecken kann.
Um die Erforschung der topologischen Photonik weniger schwer fassbar zu machen, hat das Team ein Programm entwickelt und online veröffentlicht, das mit einer intuitiven grafischen Benutzeroberfläche (GUI) ausgestattet ist und gleichzeitig alle notwendigen Berechnungen auch ohne separate Nachbehandlung ermöglicht.
Der auf der Methode der gekoppelten Dipole basierende photonische Dispersionslöser (CDPDS), den das Team entwickelt hat, ermöglicht die Berechnung von Banddispersionen und topologischen Phasen von eindimensionalen und zweidimensionalen photonischen Kristallen. Tests haben gezeigt, dass CDPDS schnelle Berechnungen ermöglichen kann, indem die Grundstruktur, ein photonischer Kristall, einem Dipol ähnelt. Darüber hinaus verfügt es über eine GUI, die es allgemeinen Benutzern zugänglich macht, die mit Computerprogrammierung nicht vertraut sind, und bietet mehrere nützliche integrierte Optionen für Benutzer. Daher kann die Methode als Spielzeugmodell verwendet werden, um photonische Dispersionen schnell zu berechnen oder um die photonischen Dispersionseigenschaften eines komplexen Systems zu modellieren.
Mehr Informationen:
Minkyung Kim et al, CDPDS: Auf der Methode der gekoppelten Dipole basierender photonischer Dispersionslöser, Computerphysik-Kommunikation (2022). DOI: 10.1016/j.cpc.2022.108493
Bereitgestellt von der Pohang University of Science & Technology (POSTECH)