Gambar 27 Profil transmitansi terhadap panjang gelombang,
2 c
λ λ π ω
=
terkait variasi indeks bias lapisan defek kedua a
1 2
3
7.2 4
d d
d
d d
d λ
= =
= b
1 2
3
7.6 4
d d
d
d d
d λ
= =
= : merah
2
2.1
d
n =
, biru
2
1.45
d
n =
, hitam
2
1.33
d
n =
4.7 Profil Distribusi Medan dalam Kristal Fotonik
Adanya defek membuat medan terlokalisir disekitar defek sehingga terjadi peningkatan intensitas dalam lapisan defek. Intensitas yang tinggi pada lapisan defek
memungkinkan adanya medan yang keluar dari lapisan defek tersebut dan dapat pula membentuk peningkatan intensitas medan yang baru pada lapisan defek berikutnya,
bergantung pada konfigurasi sistem dan nilai indeks bias pada masing-masing lapisan defek. Untuk kasus tiga defek dengan nilai indeks bias ketiga defek sama
dengan nilai indeks bias layer kedua
1 2
3 d
d d
n n
n n
2
= =
= didapatkan peningkatan medan pada defek pertama
1
D , dilanjutkan pada defek kedua
2
D , dan berakhir
pada defek ketiga
3
D dengan puncak transmitansi berada pada frekuensi sekitar 0.9799
ω ω
= Gambar 28.a.
E
inc
z
μ
m z
μ
m
E
a
b
inc
E E
z
E
inc
E
μ
m c
Gambar 28 Distribusi medan dalam PPB dengan a
1 2
3
2.1
d d
d
n n
n =
= =
b dan c
2
2.5
d
n =
3
2.5
d
n =
untuk konfigurasi 6-8-2-1 Defek pertama dapat berfungsi sebagai
microcavity yang dapat mengalami “kebocoran” dan membentuk rongga yang baru pada defek kedua dan ketiga. Saat
nilai indeks bias defek kedua dinaikkan menjadi 2.5 hanya terjadi sedikit terjadi perubahan penurunan puncak transmitansi pada defek pertama sekitar 2.98,
sedangkan jika indeks bias defek ketiga dinaikkan menjadi 2.5, maka terjadi penguatan medan pada defek kedua dan defek ketiga sebagaimana ditunjukkan pada
Gambar 28.b dan 28.c. Sehingga dapat disimpulkan bahwa, agar terjadi resonansi baru pada defek kedua dan defek ketiga maka nilai indeks bias defek ketiga harus
melebihi nilai indeks bias layer kedua .
3 2
d
n n
Untuk kasus konfigurasi sistem yang dibalik M-N-L-R: 1-2-8-6 terjadi
pembalikan distribusi medan sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 29.a dengan puncak transmitansi maksimum ditemukan pada indeks bias defek ketiga
. Kasus ini sama artinya dengan mempertukarkan defek regulator dan defek reseptor
sehingga peningkatan medan terjadi pada defek ketiga. Saat nilai M dinaikkan untuk
konfigurasi M-N-L-R: 4-6-2-1, maka distribusi medan terjadi di defek pertama D
3
2.1
d
n =
1
dengan penurunan puncak transmitansi tetapi dengan frekuensi yang tetap 0.9799
ω ω
= , sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 29.b. Hasil yang terpenting
adalah ketika N+1M+L+R
1, resonansi medan terkuat akan jatuh pada defek pertama sedangkan ketika
N+1M+L+R ≥
≤ 1, resonansi medan terkuat akan jatuh pada defek ketiga.
z
μ
m z
μ
m
inc
E E
inc
E E
a b
Gambar 29 Distribusi medan dalam PPB dengan a M-N-L-R = 1-2-8-6 dan
b M-N-L-R = 4-6-2-1
Intensitas medan yang terlokalisir dalam lapisan defek dapat dipengaruhi oleh ketebalan lapisan defek dan sudut datang sumber cahaya relatif terhadap arah normal
bidang kristal. Pada Gambar 30.a dan 30.b terlihat bahwa terdapat perbedaan intensitas medan maksimum ketika ketebalan ketiga lapisan defek divariasikan.
Ketika lebar ketiga lapisan defek dinaikkan, puncak intensitas medan menurun dan menggeser frekuensi puncak. Hal ini bisa dipahami bahwa, ketika lebar lapisan defek
dinaikkan osilasi medan yang terkurung didalam defek menurun karena terjadi kebocoran lebih banyak dari lapisan defek yang berfungsi sebagai
cavity. Gambar 30.a terjadi pergeseran puncak frekuensi dari
0.9799
ω ω
= Gambar 26.a menjadi
0.9754 ω
ω =
dengan ketebalan ketiga lapisan defek 3
4 λ
, sedangkan Gambar 30.b. terjadi pada puncak frekuensi
0.9724 ω
ω =
dengan ketebalan ketiga lapisan defek
4 4
λ
.
z
μ
m z
μ
m
inc
E E
inc
E E
a b
Gambar 30 Distribusi medan dalam PPB untuk variasi lebar ketiga defek a 3
4 λ
dan b 4
4 λ
Untuk kasus sudut datang ke segala arah omnidirectional, kenaikan sudut
datang dapat menggeser PPB kearah frekuensi yang lebih besar panjang gelombang yang lebih kecil, sehingga distribusi medan yang terlokalisasi dalam lapisan defek
terjadi pada puncak frekuensi yang berbeda dibandingkan untuk kasus insiden normal. Pada Gambar 31.a distribusi medan dalam lapisan defek terjadi untuk
puncak frekuensi 1.01690
ω ω
= dan untuk Gambar 31.b terjadi sedikit penurunan
intensitas medan untuk frekuensi puncak 1.0584
ω ω
= . Secara umum perubahan
sudut datang menghasilkan efek yang sama dengan perubahan material pada leyer defek pertama, yakni pergeseran PPB dan sedikit penurunan transmitansinya.
z
μ
m z
μ
m
inc
E E
E
inc
Gambar 31 Distribusi medan dalam PBG dengan variasi sudut datang a 30 b 45
E
a b
Profil distribusi medan dalam bentuk tiga dimensi dapat menggambarkan medan yang merambat pada arah sumbu-z dalam kristal fotonik dengan
intensitasnya. Bentuk perumusan medan yang merambat pada arah sumbu- z dapat
ditulis sebagai berikut:
y z
z
ik y i k z
t i k z
t
E Ae
Be e
ω ω
− −
−
= +
.
T
ω
T
ω
Gambar 32 Profil tiga dimensi distribusi medan dalam PPB dengan a dan
b
3
2.1
d
n =
3
2.5
d
n =
z
μ
m z
μ
m a
b
Gambar 32 a. dan 32.b menunjukkan profil 3 dimensi distribusi medan pada arah
z dan y yang diputar dengan sudut 90 untuk sistem konfigurasi 6-8-2-1 dengan
puncak frekuensi yang tetap, yakni 0.9799
ω ω
= . Intensitas terbesar ditunjukkan
oleh garis warna merah bernilai 10 dan intensitas terendah ditunjukkan oleh garis warna biru bernilai 0.5.
4.8 Optimasi Hasil
