طراحی و ساخت فیبرهای نوری مبتنی بر بلورهای فتونیکی برای به دست آوردن پاشندگی تخت پهن باند

فیبرهای نوری به عنوان زیرساخت مخابرات نوری، نقش بسزایی در پیشرفت این عرصه ایفا می کنند. به طوری که با ساخت فیبرهایی با مشخصات بهتر، امکان دست یابی به سرعت های بالاتر و نیز هزینه های کمتر در سیستم های مخابراتی فراهم می گردد. فیبرهای نوری مبتنی بر بلورهای فتونیکی دسته نسبتاً جدیدی از فیبرهای نوری می باشند که با توجه به قابلیت های فراوان توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. از این قابلیت ها می توان به توانایی مدیریت پاشندگی، تلفات و نیز سطح موثر مد در این فیبرها اشاره کرد. پاشندگی فیبرهای نوری که در کل به معنی پهن شدگی زمانی پالس در هنگام حرکت در طول فیبر می باشد، به عنوان اصلی ترین عامل تعیین کننده پهنای باند و نیز به همراه تلفات نوری، تعیین کننده فاصله بین جبران سازها در سیستم های مخابرات نوری می باشد. سطح موثر مد نیز رابطه مستقیمی با حداکثر توان نوری قابل تحمل توسط فیبر دارد. حداکثر توان قابل تحمل فیبر نیز در تعیین تعداد کانال های قابل انتقال از فیبر در سیستم های مبتنی بر تقسیم طول موج نقش بسزایی ایفا می کند. در این پایان نامه، به مدیریت مشخصه های مختلف فیبرهای نوری مبتنی بر بلورهای فتونیکی پرداخته ایم. هدف از این پایان نامه تخت نمودن مشخصه پاشندگی فیبر در بازه طولی موجی وسیع، افزایش سطح موثر مد این فیبرها برای انتقال توان بیشتری از فیبر و نیز کنترل نمودن تلفات حبس می باشد. به دلیل ساختار پیچیده این فیبرها و عدم امکان تحلیل دقیق آن ها، مجبور به استفاده از روش های عددی می باشیم. روش استفاده شده، روش مشتقات محدود در حوزه فرکانس می باشد که یک روش تماماً برداری است. از این رو قادر به تحلیل ساختارهای پیچیده با دقت مناسب می باشد. از برنامه lumerical modesolution برای تحلیل فیبرهای نوری مبتنی بر بلورهای فتونیکی و به دست آوردن نتایج استفاده کرده ایم. در این پایان نامه، با ارائه پروفایل جدیدی از تغییرات ضریب شکست فیبر در ناحیه هسته فیبر توانسته ایم مشخصه های مطلوب را به دست آوریم. مشخصه پاشندگی فیبر طراحی شده در بازه طول موجی nm 1450 تا nm 1650 بین ps/(km.nm)0.4 ± بوده و دارای صافی بسیار خوبی است. تلفات حبس در طول موج nm 1550 کمتر از db/km 0.14 بوده و سطح موثر مد نیز در همین طول موج تقریباً برابر با µm2 96.4 می باشد.