طراحی و شبیه سازی یک قطبی کن فیبری پلاسمونیکی

اگرچه مدارهای مجتمع فوتونیکی در مقایسه با مدارهای الکترونیکی سرعت بالاتری ارائه می دهند، امّا یکی از دغدغه های اساسی در این مدارها، کوچک سازی آنها در مقایسه با مدارهای الکترونیکی است. علم پلاسمونیک با محدود کردن نور در ابعاد با مقیاس های کسر طول موج، کمک های فراوانی در این حوزه برای کوچک سازی این مدارها کرده است. در این میان موجبرهای پلاسمونیکی که در واقع نقش خطوط انتقال را در این حوزه بازی می کنند بسیار مورد توجه هستند. این نوع موجبرها خود انواع مختلفی دارند ولی زیربنای عملکرد همه ی آنها همان تحریک مودهای پلاسمون پلاریتون سطحی (spp) در مرز بین فلز و عایق است. از دیدگاهی دیگر، در سیستم های نوری مبتنی بر فیبر به عنوان خط انتقال، کارکرد و مشخّصات کاربردی بسیاری از سیستم ها بستگی به قطبش نور عبوری از درون فیبر دارد. از این رو مدیریت قطبش در سیستم های فیبر نوری، ژیروسکوپ های اپتیکی و سنسورهای تداخل سنجی برای جلوگیری از محو شدگی سیگنال و ایجاد خطا، ضروری است. برای حصول دقّت بالا در اندازه گیری ها، داشتن نور تنها با یک قطبش، امری گریزناپذیر است. همچنین داشتن قطبی کن های فیبر نوری با نسبت امحای نور بالا برای آنالیز و فیلتر کردن در سیستم های مخابرات نوری لازم است. در این پایان نامه یک موجبر جدید از نوع هایبرید با قابلیّت های خوبی از جمله طول انتشار بالا (در حدود 40 mm) و سازگاری با مدارات cmos ارائه می شود. سازوکار و مبنای تئوری آن بحث شده و نتایج شبیه سازی آن مورد بررسی قرار می گیرد. علاوه بر این، با بهره گیری از موجبر پلاسمونیکی ارائه شده و خواص مُدهای پلاسمونیکی منتشر شده در آن، دو ساختار متفاوت قطبی کُنی که هردو عملکرد خوبی در بحث جدا کردن امواج te و tm در فیبر دارند، ارائه می شود (جداسازی مدها تا حد ضریب امحای 33db). در نهایت این ساختارها شبیه سازی شده و نتایج شبیه سازی آن مورد بحث و مقایسه قرار می گیرد. شبیه سازی های انجام شده در این گزارش با نرم افزار comsol multi-physics انجام گرفته است.