طراحی و شبیه سازی فیلتر فوتونی 9 کاناله

فیلترهای نوری یکی از اجزای مهم و ضروری در بسیاری از پردازش ها در عرصه نور و فوتونیک می باشند، بنابراین بررسی انواع فیلترهای نوری و رسیدن به فیلترهایی با تلفات کمتر، سرعت تنظیم زیاد، مکانیزم کنترلی ساده و ابعاد کوچک از اهمیت خاصی برخوردار است. در این پایان نامه، روش طراحی یک فیلتر طول موج تمام نوری 9 کاناله، جهت جداکردن طول موج های 1500، 1510،1520، 1530، 1540، 1550، 1560، 1570 و 1580 نانومتر، با استفاده از ساختار بلور فوتونی دو بعدی با آرایش مربعی در بستر هوا و میله هایی از جنس gaas با ثابت دی الکتریک 56/11 بررسی شده است. در این راستا، ساختارهای بلور فوتونی دوبعدی، با شبکه ای متناوب از ستون های دی الکتریک در هوا و نیز حفره های هوا در دی الکتریک شبیه سازی شد. سپس تأثیر پارامترهایی مانند شعاع ستون ها و جنس ماده دی الکتریک استفاده شده در آن ها بر روی گاف نواری فوتونی بررسی شد. همچنین در ساختار پیشنهادی، از میکروکاواک های مناسب برای به دام انداختن مودهای تشدید هر طول موج در هر کانال استفاده شده است. مکان درگاه های خروجی بر مبنای بیشترین بازده و کمترین تزویج بین موج برهای خروجی انتخاب شد. برای افزایش بازده در درگاه های خروجی، نقص هایی با میله هایی با ثابت دی الکتریک 25/2 طراحی شد همچنین با استفاده از توزیع گوسین ماده با دی الکتریک بیشتر در بستر آن دیده شد که فقط با تنظیم شعاع میله مرکزی می توان به کاواک مورد نظر جهت تشدید در طول موج دلخواه رسید. ابعاد کوچک، قابلیت مجتمع شدن، قابلیت افزایش تعداد کانال خروجی، منحنی تیز انتقال و بازده زیاد آن، از ویژگی های مهم این فیلتر است. عملکرد این فیلتر طراحی شده با استفاده از روش روش تفاضل متناهی در حوزه ی زمان شبیه سازی شده است. متوسط بازده توان انتقالی کانال ها 81 درصد، و میانگین ضرایب کیفیت آنها در حدود 272 بدست آمده است.