بررسی رفتار غیرخطی موجبرهای نوری در رژیم نور کند

الهام رحمانی اصل

چکیده

در حالی که تکنولوژی روز دنیا به سمت تحقق سیستمهای تمام نوری پیش می رود انداز? ادوات نوری مانعی اساسی در این راه است. از سوی دیگر توسعه ادوات لازم برای پردازش تمام نوری سیگنال نیازمند موادی است که خواص غیرخطی قوی دارند اما بیشتر مواد، غیرخطیت ضعیفی دارند که این لازم می دارد که ادوات طول زیادی داشته باشند و یا برای عملکرد به توانهای نوری بسیار بالایی نیاز داشته باشند. استفاده از ساختارهای نور کند راه حل مناسبی برای از بین بردن این موانع است. در این ساختارها سرعت گروه نور کاهش می یابد و بنابراین بر هم کنش بین ماده و میدان نوری افزایش پیدا می کند در نتیجه اثرات غیرخطی افزایش داده می شوند. همچنین کاهش سرعت نور باعث فشرده شدن موج منتشر شده در رژیم نور کند و در نتیجه افزایش شدت میدان می شود. بنابراین نور کند باعث کاهش قابل توجهی هم در طول و هم در توان عملیاتی ادوات می گردد. در این پایان نامه هدف این است که با مورد استفاده قرار دادن موجبرهای نوری در رژیم نور کند و افزایش اثر غیرخطی kerr در این موجبرها، سوییچی تمام نوری در ابعاد میکرومتر و با توان عملیاتی کم طراحی گردد. برای این کار ماخ زندری را که متشکل از موجبرهای کاواک کوپل شد? فتونیک کریستالی است طراحی کرده ایم، با اعمال اثر غیرخطی kerr در یکی از بازوهای ماخ زندر و عمل در رژیم نور کند و تنظیم طول بازوهای ماخ زندر و همین طور ویژگیهای ساختار آن، امواج انتشار یافته در دو بازوی آن با یکدیگر اختلاف فازی به انداز? ? پیدا می کنند و در نتیجه با یکدیگر تداخل ویرانگر دارند، که این همان عملکرد سوییچ است. برای بدست آوردن ساختار باندی فتونیک کریستال و موجبر و نیز ویژگیهای ساختار، روش pwe را به کار گرفته ایم و عملکرد سوییچ طراحی شده را با شبیه سازی fdtd مورد ارزیابی قرار داده ایم. نهایتاً سوییچی به طول 116 میکرومتر و با توان عملیاتی 260 میلی وات طراحی کرده ایم که نتایج شبیه سازی صحت عملکرد این سوییچ را نشان می دهد این در حالی است که سوییچهای متداول نوری ابعادی در حد سانتیمتر و نیز توان عملیاتی بالاتری دارند.

اساتید راهنما و مشاور

عبدالرحمان نامدار، رضا یدی پور