طراحی و شبیه سازی سوییچ ماخ-زندر مبتنی بر فوتونیک کریستال با تزریق سیال نوری
Abstract
در این پایان نامه طراحی و شبیه سازی سوییچ تمام نوری ماخ زندر مبتنی بر کریستال های فوتونی با روش تزریق سیال نوری ارائه شده است. برای طراحی این سوییچ برای ایجاد شیفت فازاز اثرات غیر خطی در یک بازوی ماخ زندر بهره گرفته شده است. برای افزایش این اثر که موجب کوچک شدن اندازه ی قطعه و پایین آمدن توان مورد نیاز برای اعمال آن می شود، ساختار نور کند طراحی شده است. ساختارهای نور کند با کم کردن سرعت گروه نور باعث افزایش برهم کنش نور با محیط اطراف شده و تاثیر اثرات غیر خطی را بیشتر می کنند. افزایش اثرات غیر خطی تاثی مخربی بر روی پاشندگی نور عبوری از موج بر خواهند داشت بنابراین در اینجا علاوه بر کند کردن سرعت گروه نور، مهندسی پاشندگی نیز در بازوها صورت گرفته است. از آنجایی که از خمش های°60 برای طراحی این سوییچ استفاده ی زیادی می شود تلفات توان بسیار بالا خواهد بود. برای کم کردن این تلفات و افزایش پهنای باند در موج برهای خمیده نیز ساختارجدیدی ارائه شده است. لازم به ذکر است در این طراحی برای اجتناب از خطای فرایند ساخت قطعه که اجتناب ناپذیر می باشد در تمام مراحل مانند طراحی خم بهینه، طراحی ساختار نورکند و مهندسی پاشندگی در بازوهای سوییچ از تزریق انتخابی سیال نوری استفاده شده است. طراحی این سوییچ در یک فوتونیک کریستال با شبکه ی مثلثی صورت گرفته است. این شبکه دارای دوره تناوب nm420a= و a3/0 r= است. سرعت گروه نور در این بازوهای این سوییچ تا 6/16/c کاهش یافته و پاشندگی بسیار ناچیز نیز در این سرعت گروه بدست آمده است. در موج برهای خمیده ی این سوییچ نیز پهنای باند با استفاده از اثرات غیر خطی تا nm 142افزایش یافته است. سرعت این سوییچ برابر ghz 25 است که در مقایسه با سوییچ های الکترو نوری و گرما نوری دارای سرعت بالاتری است.