جهت دهی پرتو نوری در موجبرهای بلور فوتونی دوبعدی
چکیده
بلور های فوتونی ساختار هایی هستند که ضریب شکست آنها در یک، دو و سه بعد بطور متناوب با دوره تناوبی در حدود طول موج نور تغییرمی کند.این تناوب در ضریب شکست باعث بوجود آمدن شکاف یا باند توقف درنمودار باند میشود که ویژگی بارز بلور های فوتونی است. آنچه مسئله را جالب تر میکند تغییر باند توقف فوتونی و ایجاد حالت های مجاز در آن با وارد کردن نقص در ساختاراست که پایه کاربرد های فراوانی است.کاربردهای بلور فوتونی که میتوانند ازساختارهای چون موجبر، فیبر نوری، صافی نوری ،کوپلر،تشدیدگر،مالتی پلکسر، دی مالتی پلکسر و تاخیر دهنده هاشروع شده وتا مباحثی چون طراحی گیتهای اپتیکی ،فلیپ فلاپ های نوری ،ترانزیستور های نوری و مدارهای مجتمع اپتیکی پیش رود همکنون نیز در حال گسترش است. امروزه ساختارهای بلور فوتونی برای پیاده سازی برخی عملگرهای کوانتومی مانند هادمارد استفاده شده است و ساختارهای مناسبی برای بحث در مورد پردازش کوانتومی هستند.روش های مختلفی چون بسط امواج تخت ،تفاضل متناهی در زمان ،تفاضا متناهی در فرکانس،ماتریس پراکندگی و چند قطبی های متعدد برای تحلیل و شبیه سازی های ساختار های بلور فوتونی وجود دارد که هر یک دارای مزیت و معایب خاص خود و در جایی قابل استفاده است. در این پایان نامه در ابتدا ساختا رهای متفاوتی از بلور های فوتونی مانند موجبر ساده w1 ،موجبر t شکل،انواع فیلتر و تشدیدگر با نرم افزار rsoft با بهره گیری از روش های بسط امواج تخت و تفاضل متناهی در زمان شبیه سازی شده و سپس با تاکید بر ویژگی موجبری بلور فوتونی نحوه ورود ،انتشار و نهایتا خروج و کوپلینگ نور از افزاره که با تغییر مشخصه های بلور فوتونی مانند نوع ساختار،ضرایب شکست و... میتواند تغییر می کند مورد بررسی قرار گرفته است . با کنترل این مشخصه ها نمودار شدت میدان را در راستای دلخواه بهینه شده است بطوری که نور خروجی با 92 درصد میدان کل در جهت عمودی کوپل شده است. با کنترل این ویژگی بویژه در هنگام خروج نور از افزاره، میتوان افزاره هایی مثل مالتی پلکسر، دی مالتی پلکسر ،مبدل آنالوگ به دیجیتال و دیجیتال به آنالوگ نوری، آنتن های مخابراتی،گیت های اپتیکی و ... با مشخصات بهتر طراحی نمود .از طرفی خود مسئله کوپلینگ بین ادوات مختلف مثل انواع فیبرها،تقسیم گر های نوری و... به جهتمندی پرتو نوری وابسته است که بر اهمیت موضوع مورد بررسی می افزاید.