The present invention provides a method for fast switching of optical
properties in photonic crystals using pulsed/modulated free-carrier
injection. The results disclosed herein indicate that several types of
photonic crystal devices can be designed in which free carriers are used
to vary dispersion curves, stop gaps in materials with photonic bandgaps
to vary the bandgaps, reflection, transmission, absorption, gain, or
phase. The use of pulsed free carrier injection to control the properties
of photonic crystals on fast timescales forms the basis for all-optical
switching using photonic crystals. Ultrafast switching of the band edge of
a two-dimensional silicon photonic crystal is demonstrated near a
wavelength of 1.9 .mu.m. Changes in the refractive index are optically
induced by injecting free carriers with 800 nm, 300 fs pulses. Band-edge
shifts have been induced in silicon photonic crystals of up to 29 nm that
occurs on the time-scale of the pump pulse. The present invention also
provides a method of producing a virtual or temporary photonic crystal
using free carrier injection into pure semiconductors, bulk or thin film,
in which the carriers are generated in patterns which create a patterned
refractive index contrast used to steer light beams in the semiconductor
while it is being pulsed.
La presente invenzione fornisce un metodo per la commutazione veloce delle proprietà ottiche in cristalli photonic usando l'iniezione dell'libero-elemento portante di pulsed/modulated. I risultati rilevati qui indicano che parecchi tipi di dispositivi a cristallo photonic possono essere progettati in cui gli elementi portanti liberi sono utilizzati per variare le curve della dispersione, arresto apre in materiali con i bandgaps photonic per variare i bandgaps, la riflessione, la trasmissione, l'assorbimento, il guadagno, o la fase. L'uso dell'iniezione di elemento portante libera pulsata controllare le proprietà dei cristalli photonic sulle scale cronologiche veloci costituisce la base per la commutazione tutto-ottica usando i cristalli photonic. La commutazione di Ultrafast del bordo della fascia di un a cristallo photonic del silicone bidimensionale è dimostrata vicino ad una lunghezza d'onda di mu.m 1.9. I cambiamenti nell'indice di rifrazione otticamente sono indotti iniettando gli elementi portanti liberi con 800 nm, 300 impulsi del fs. gli spostamenti del Fascia-bordo sono stati indotti nei cristalli photonic del silicone di fino a 29 nm che si presentano sul della scala del tempo dell'impulso della pompa. La presente invenzione inoltre fornisce un metodo di produrre un cristallo photonic virtuale o provvisorio usando l'iniezione di elemento portante libera nella pellicola alla rinfusa o sottile pura a semiconduttore, in cui gli elementi portanti sono generati nei modelli che generano un contrasto modellato di indice di rifrazione usato per dirigere i raggi di luce nel semiconduttore mentre stanno pulsandi.
