Selective reflection in two-dimensional hybrid photonic structures of Si-ZnO

Abstract

Hybrid two-dimensional photonic crystal structure described by a square lattice of circular air columns with embedded quasi-circular micro-cavities in a square array was fabricated on Si-ZnO substrate using the focused ion beam (FIB) technique. The optical characterization of this photonic device revealed its ability to selectively enhance the reflectance on specific wave lengths in the border of visible-near-infrared range (VIS-NIR). The behavior of the photonic hetero-structure built and studied in this work was attributed to the coupling of the probe light beam with the embedded micro-cavities in the regular square lattice of air columns describing the photonic crystal. The results obtained in this work suggest the presence of a photonic band gap around the border of VIS-NIR range in the studied hybrid photonic structure. RESUMENSe fabricó una estructura fotónica híbrida bi-dimensional mediante el método de haz enfocado de iones (FIB), descrita por una red cuadrada de columnas circulares de aire con un patrón de micro-cavidades cuasi-circulares embebido, describiendo un arreglo cuadrado en un sustrato de Si-ZnO. La caracterización óptica de este dispositivo fotónico reveló su habilidad para mejorar selectivamente la reflectancia en longitudes de onda específicas en el borde de los rangos visible-infrarrojo cercano (VIS-NIR). Este comportamiento de la hetero-estructura fotónica construida y estudiada en este trabajo se atribuyó al acoplamiento del haz de luz de prueba con las micro-cavidades embebidas en la red cuadrada regular de columnas de aire que describen el cristal fotónico. Los resultados encontrados en este trabajo sugieren la presencia de una brecha fotónica prohibida alrededor de la frontera del rango VIS-NIR.