طراحی مبدل های پلاریزاسیون مبتنی بر بلورهای فوتونی بر روی زیر لایه inp در پنجره طول موج 1.55μm
چکیده
در سیستم های فیبر نوری با نرخ تبادل داده بالا، کنترل پلاریزاسیون از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به وجود نقص در فیبرهای نوری و موجبرها، نور با پلاریزاسیون مختلف با سرعت گروه های مختلف در موجبر منتشر می شود. برخی از دستگاه های بر روی یک تراشه فوتونی می تواند حساس به حالت پلاریزاسیون باشد. بنابراین یک راه ساده برای کنترل پلاریزاسیون استفاده از یک مبدل پلاریزاسیون می باشد. ابزارهای کنترل پلاریزاسیون مبدل ها و جدا کننده ها می باشند که می-توان آنها را به صورت ادوات فعال و ادوات غیر فعال طراحی و پیاده سازی کرد. تا کنون، انواع مختلفی از مبدلهای پلاریزاسیون با مواد linbo3، inp، سیلیکون بر روی عایق (soi)، و فن آوری لایه نشانی inp بر روی سیلیکون(imos) گزارش شده است. مبدل های پلاریزاسیون غیرفعال به صورت پیکربندی نامتقارن دوره ای، موجبر زاویه دار، موجبر خم، موجبر مستقیم با شیار h، و موجبر شیار دار گزارش شده اند اما طول کلی آنها بسیار بزرگ است (به عنوان مثال در حد چند صد مایکرومتر). کوچکترین مبدل پلاریزاسیون مبتنی بر تکنولوژی soi با طول بسیار کوتاه 2µm و ساختار هندسی مثلثی گزارش شده است. با افزایش اختلاف ضریب شکست لایه های هسته و پوشش می توان طول مبدل را کاهش داد در این پایان نامه چند نوع مبدل پلاریزاسیون جدید مبتنی بر ساختار اریب ارائه گردیده اند. این ساختارها با استفاده از روش المان محدود (fem) و روش انتشار پرتو (bpm) به صورت دو و سه بعدی تحلیل شده اند. در این ساختار مواد لایه هسته و پوشش به ترتیب ingaasp (یا si) و sio2 می باشند. مواد inp در صفحه دارای زاویه خوردگی 35 درجه و برای صفحه نوع دارای زاویه خوردگی 54.26 درجه و برای ماده si به ترتیب دارای زاویه خوردگی 34.6 و 52 دزجه می باشد. نتایج شبیه سازی برای شبیه سازیهای دو و سه بعدی نشان می دهد که طول مبدل پلاریزاسیون در طول موج 1.55um به کمتر از 1um با بازدهی بالای 95% می رسد که در نوع خود بهترین گزارش تاکنون می باشد.