Understanding light transport through microcavities fabricated in one-dimensional nano-porous silicon photonic crystal structure /
فهم آلية مرور الضوء خلال غرف ضوئية متناهية الصغرمصنعة بداخل بلورات فوتونية أحادية الأبعاد من السيلكون المسامي النانومتري
by Shaimaa Moustafa Ibrahim Taha ; Supervision Prof. Dr. Mohamed Amin Soliman, Prof. Dr. Gamal Abd EL-Naser Madboly Nasr, Dr. Mohamed Shaker Mohamed Salem.
- 125 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2025.
Bibliography: pages 97-125.
A novel silicon-based optical microcavity composed of a defect layer sandwiched between two parallel sawtooth mirrors is created by the electrochemical anodization of silicon in hydrofluoric acid (HF)-based electrolyte using a precisely controlled current density profile. The designed microcavity is stabilized against natural oxidation. The optical properties are investigated using the photoluminescence emission and time-resolved photoluminescence measurements. Comparison of the angular spectral response of a planar one-dimensional microcavity designed using various discrete and continuous refractive index profiles has been discussed. The spectral response of different planar microcavities is analyzed theoretically using the transfer matrix method at different incident angles in both transverse electric and transverse magnetic polarizations. Fabrication of a photonic crystal microcavity consisting of dual cavity layers using electrochemical anodization is achieved. The effect of the coupling mirror’s thickness on the optical response of the prepared microcavities is elucidated. فى هذا العمل قمت بتصنيع غرف فوتونية متناهية الصغر واحادية الابعاد من السيليكون بإستخدام طريقة جديدة وسهلة تتضمن التآكل الكهروكيميائى المنتظم لسطح السيليكون, فمن المتعارف عليه ان الغرف الفوتونية الصغيرة تتكون من مرآتين مستويتين وبينهما وسط شفاف ينعكس خلاله الضوء بين المرآتين مرات عديدة حتى تنفذ حزمة رفيعة جدا من الاطوال الموجية من الغرفة ولا يمر أي طول موجى آخر من خلال هذه الغرفة. والجديد فى هذه الدراسة انه تم استبدال المرآة المستوية بالمرآة المتعرجة فى عملية تصنيع الغرف الضوئية. حيث أن الغرف الفوتونية مصنوعة من السيليكون فإنها تكون عرضة للأكسدة العشوائية فقد تم استقرار الغرف الفوتونية التي تم تصنيعها ضد الأكسدة الطبيعية. تم دراسة الخصائص البصرية باستخدام انبعاث الإشعاعي الضوئي وقياسات الإشعاعات الضوئية الزمنية. تم مقارنة الاستجابة الطيفية الزاوية بشكل نظري للغرف الفوتونية أحادية البُعد تم تصميمها باستخدام المرآه المستوية و كذلك المتعرجة. وكذلك تم تحقيق تصنيع غرف فوتونية مكونه من طبقتين من التجاويف باستخدام طريقة التآكل الكهروكيميائي لسطح السيليكون وتم توضيح تأثير سمك المرآة الوسطى على الاستجابة البصرية للتجاويف الضوئية المُحضرة.