تحلیل demux های نوری با استفاده از awg، تحقق یافته با نانوسیم های سیلیکنی

ترکیب و تقسیم طول موجی سیگنال های نوری، باعث افزایش حجم اطلاعات مخابره شده در شبکه های انتقال اطلاعات می گردد. توری موجبر آرایه ای(awg) به علت خواص ویژه ای مانند تلفات کم، پایداری بالا و قیمت پایین یکی از قطعات بسیار مورد توجه در سیستم های ترکیب و تقسیم طول موجی می باشد. جداکننده های طول موجی awg بر پایه موجبرهای دفنی سیلیکایی سالها به صورت تجاری مورد استفاده بوده است. با توسعه فناوری نانو می توان موجبرهای نوری مورد نیاز در awg را، با کیفیت خوبی با استفاده از نانوسیم های سیلیکنی یا همان سیم های فتونیکی ساخت. ما در این پایان نامه به مطالعه و بررسی روی چنین awgهایی پرداخته ایم. بعد از مطالعه کافی سیستم های سیلیکایی متداول، به عنوان ارائه یک کار نوین، یک awgی 4 کاناله طراحی شده است که به علت بهره بردن از نانو سیم های سیلیکنی مارپیچی و استفاده از چینش مناسب موجبرهای مارپیچی، دارای تراکم خیلی بالا و فاصله کانالی 0.2 نانومتر می باشد که نسبت به نمونه های قبلی خواص بهتری دارد. در مرحله بعدی پایان نامه، رفتار یک awg سیلیکایی در دو باند طول موجی به صورت هم زمان بررسی شده است و نهایتاً توانسته ایم سیستمی را طراحی کنیم که دارای دو طول موج مرکزی می باشد و برخلاف سیستم های متداول قبلی، می تواند در دو باند طول موجی به کار گرفته شود. این awg در یک رژیم دارای 16 کانال و در رژیم دیگر دارای 27 کانال می باشد. با الهام از بخش قبلی سعی شده است، awgی فوق متراکمی با استفاده از نانوسیم ها طراحی شود که قابلیت عملکرد در دو باند را داشته باشد که توانسته ایم یک سیستم با دو رژیم کاری 4 کاناله و 7 کاناله ارائه کنیم. در مرحله نهایی این پایان نامه سعی شده است، تأثیر هندسه نانوسیم سیلیکنی روی عملکرد جداکننده طول موجی مورد بررسی قرار گیرد. به همین منظور نانوسیم هایی با شکل های سطوح مقطع گوناگون در نظر گرفته شده است و بعد از محاسبه مد اصلی، ضریب شکست موثر و اتلافات خمشی برای آن ها و بررسی رفتار کوپل شدگی اشان، از آن ها در طراحی awg استفاده کرده ایم. نهایتاً با توجه به شبیه سازی هایی که توسط روش های مختلف تفاضل محدود انتشار پرتو نوری صورت گرفته، مشاهده شده است که awgهای دارای موجبرهای با سطوح مقطع به ترتیب، مستطیلی، گنبدی و ذوزنقه ای شکل، جوابدهی طیفی بهتری نسبت به سایر سیستم ها دارند. در تمامی مراحل شبیه سازی این پایان نامه، اعم از بررسی رفتار نور در داخل سیستم مورد نظر، مطالعه نحوه انتشار آن در شرایط گوناگون و نیز محاسبه مدهای اصلی و ضرایب شکست موثر برای موجبرها از روش تفاضل محدود انتشار پرتو نوری بهره جسته ایم.