Numerical study on a photonic crystal waveguide that includes a dispersive metamaterial

Abstract

espanolEn este trabajo consideramos un sistema electromagnetico que esta compuesto de dos superficies perfectamente conductoras y un arreglo periodico de inclusiones circulares formando una guia de ondas de cristal fotonico. Un metodo integral numerico fue aplicado para determinar la estructura de bandas del sistema y la intensidad del campo de sus modos electromagneticos. Encontramos que la variacion de la fraccion de llenado permite controlar hasta cierto punto la estructura de bandas fotonicas del sistema. Tambien encontramos estructuras de bandas interesantes que contienen regiones de bandas prohibidas y de dispersion casi cero. Aunque inicialmente consideramos que el medio dentro de la guia de ondas es vacio, tambien consideramos el caso de un medio de metamaterial dispersivo. Algunos resultados numericos muestran la presencia de un modo de plasmon de superficie en el sistema propuesto para polarizacion TE EnglishIn this work we consider an electromagnetic system composed of two flat perfectly conductor surfaces and a periodic array of circular inclusions forming a photonic crystal waveguide. A numerical integral method was applied to determine the band structure of the system and the intensity of field of its electromagnetic modes. We found that the variation of the filling fraction allows to control at a certain degree the photonic band structure of the system. We also found interesting band structures that contain regions of nearly zero-dispersion and bandgaps. Although initially we considered that the medium inside the waveguide is vacuum, we also discuss the case of a dispersive metamaterial medium. Some numerical results show the presence of a plasmonic surface mode in the proposed system for TE polarization