Abstract
One dimensional magneto-photonic crystal having structure of (A/B)$^{k/W}$(B/A)$^{k}$ , where M is a magnetic layer of highly Bi-substituted iron garnet, A and B are dielectric layers of $SiO_2$ and T $a_2$O$_{5/}$, and k is the stacking number of the dielectric layers, has been numerically analyzed as a function of the thickness (d$_{M}$) of M (1∼535 nm) and the stacking numer of k (5∼15). The transmittance, Faraday rotation, and figure of merit of the magneto-photonic crystal have been investigated both in the visible and infrared wavelengths. A factor of several and several tens greater Faraday rotation and figure of merit have been obtained compared to the single layer of M, at many localized modes. In the visible the maximum figure of merit of 0.15 was obtained ( = 720 nm) when k = 11 and d$_{M}$ = 375 nm with T : 0.54, $\theta$$_{F}$ = 8.13$^{\circ}$, which was a factor of 30 greater than that of single garnet layer. Much greater maximum figure of merit, 0.285, was obtained in the infrared ( = 1114 nm) when k = 11 and d$_{M}$ = 800 nm with T = 0.66, $\theta$$_{F}$ = 18$^{\circ}$, which was a factor of 100 greater than that of single garnet layer.
두 종류의 유전체 층(A: $SiO_2$, B: T $a_2$ $O_{5}$ )을 주기적으로 적층한 구조에, Bi를 다량 치환한 가네트 박막(M: $Y_{1.93}$ B $i_{1.07}$F $e_{5}$ $O_{12}$ )을 결함층으로 삽입한 (A/B)$^{k}$ /M(B/A)$^{k}$ 의 구조를 갖는 1차원 자성 포토닉 결정의 자기 광학 특성을 수치해석하였다. 가시광과 적외선 영역에서 1차원 자성 포토닉 결정의 자성체 층의 두께( $d_{M}$)와 유전체 층의 적층수(k)를 변화시키며, 투과율(T)과 페러데이 회전각($\theta$$_{F}$ ) 및 성능지수(Q)를 조사하였다. 조사한 1차원 자성 포토닉 결정의 각 국재 모드에서의 페러데이 회전각 및 성능지수의 극대값들은 동일 조성의 단층 가네트 박막에 비해 수 배 내지 수 백 배 큰 값이 얻어졌다. 가시광 영역에서는 k = 11이고, $d_{M}$ = 375 nm일때, 최대값 Q = 0.15이 얻어졌다. 이 값은 단층의 가네트 막에 비해 약 30배 큰 값이며, 이 때의 = 720 nm, T = 0.54, $\theta$ = 8.13$^{\circ}$이었다. 적외선 영역에서는 k = 11이고, $d_{M}$ = 800 nm일때 , 최대값 Q = 0.285(단층 가네트 막에 비해 100배 큰 값)이 얻어졌고, 이 때의 = 1114 nm, T = 0.485, $\theta$$_{F}$ = 18$^{\circ}$이었다.