We have investigated the propagation of self-collimated beams in two dimensional photonic crystals using the plane wave expansion method and the FDTD simulations. We have verified that self-collimated propagation is achieved at the flat region on the equi-frequency contour, and the self-collimated beam undergoes sharp 90˚ bending through (10) photonic crystal-air interface. However, a novel discovery is that by introducing a line defect, we can obtain a beam splitting phenomena .Furthermore, we have demonstrated that by varying the radius of defect rods $γ_d$, we can divide an input beam into two output beams with an arbitrary power ratio. Then using this beam into many output beams with the same power. Also the fact is verified that the adjacent or crossed self-collimated beams do not couple each other.
이 논문에서는 이차원 광결정 내부에서 자기조준되는 빛의 전파에 대해서 다루었다.
반지름이 0,35a 이고 유전상수가 12인 유전체 기둥을 사각격자로 만든 구조에서, 주파수가 0.194인 빛은 ΓM 방향으로 진행하는 경우 자기조준되는 특성을 가질 뿐아니라, (10)광결절-공기의 경계면에서 전반사되는 성질을 갖는다. 본 연구에서 중요한 성과는 광결정에 선결함을 도입함으로써 ΓM 방향으로 진행하는 하나의 선속을 두개의 선속으로 분할할 수 있음을보인 것이다. 즉 선결함의 반지름을 조절함으로써 하나의 선속을 임의의 비율로 두개의 선속으로 분할할 수 있는 선속분할기를 제시한 것이다. 또한, 이 선속분할기을 이용하여 하나의 선속을 동일한 에너지를 가지는 여러개의 선속으로 나눌 수 있는 다중 선속분할기를 설계하였으며, 인접하거나 교차되는 선속들 간에 커플링이 없음을 확인하였다.
