| 研究概要 |
フォトニック結晶の魅力の中心はフォトニックギャップにある.われわれは最近,2次元誘電体円柱群の円柱間隔に下限を設定したランダム分布円柱群(Uniformly Distributed Photonic Scatterers.略してUDPS)が等方的なフォトニックギャップを持つことを見出し,そのギャップの起源が各円柱に局在するMie共鳴状態間の結合・反結合状態に由来することを明らかにした.さらに,UDPSを周期側壁(1層の周期円柱群)と組み合わせる事で,様々な形状の光導波路やミラー,キャビティーなどの微小光学素子の作成が可能であることを示した.しかしこれらの研究は電場が円柱軸に平行なTMモードに限られており,面発光レーザーなどに重要なTEモード(電場が円柱軸に垂直)ではギャップは見出されなかった.本研究では,円柱の代わりに円筒を用いることでこの困難を突破し,TEモードにもギャップを有するUDPSを発見した.さらに,解析的な厳密解に基づく多中心ベクトル円柱関数展開プログラムのほかに,2次元のFDTD計算を併用することで,円筒系UDPSのギャップが円筒の比誘電率や内外半径,円筒の平均間隔や半径揺らぎの大きさ,円柱密度にいかに依存するかに関する広範なデータベースを構築した。得られたデータベースを詳細に検討することで,TEとTMの両方にギャップを有する完全ギャップUDPSが特定のパラメータの範囲で得られることが明らかになった.
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