نام پژوهشگر: مهدیه بزرگی

شبیه سازی و بهینه سازی شکل پرتو خروجی موج برهای کریستال فوتونی به روش fdtd
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی 1390
  مهدیه بزرگی   نصرت اله گرانپایه

کریستال های فوتونی به دلیل ابعاد کوچک در حد طول موج و تلفات کم، یکی از بهترین ساختارهای شناخته شده برای ساخت ادوات و مدارهای مجتمع نوری هستند. یکی از ادوات مخابرات نوری موج بر های کریستال فوتونی هستند که اخیراً مورد توجه قرار گرفته اند. ضعف عمده ی موج بر های کریستال فوتونی تشعشع نامتمرکز نور از انتهای موج بر و در نتیجه عدم تطبیق مناسب با ادوات مخابراتی در مدارهای مجتمع نوری، و تلف ناشی از آن و نیز بازده کمِ تزویج بین ادوات مخابراتی است. تاکنون راه کارهای مختلفی به منظور متمرکز کردن پرتو خروجی موج بر کریستال فوتونی و غلبه بر ضعف آن ارائه شده است. در این پایان نامه، مروری بر کریستال های فوتونی شده است. روش عددی تفاضل محدود در حوزه ی زمان توضیح داده شده و از آن برای شبیه سازی انتشار نور خروجیِ بهبود یافته از انتهای موج بر های کریستال فوتونی منتهی به تشدیدگر های نوری تزویج شده استفاده شده است. سپس نتایج به دست آمده با پرتو خروجی موج بر معمولی مقایسه شده و تمرکز پرتوِ شکل یافته در آن نشان داده شده است. ساختار بررسی شده محیط کریستال فوتونی دو بعدی، با شبکه ی مربعی از میله های دی الکتریک با ضریب دی-الکتریک نسبی 56/11 (نیمه رسانای ingaaspinp در طول موج 55/1 میکرومتر) تشکیل شده است. به علاوه، روش بهینه سازی اجتماع ذرات که از روش های نوین مبتنی بر الگوریتم های جمعیتی است، مورد بررسی قرار گرفته و در ادامه تشدیدگرهای نوری کوپل شده به هم به دو طریق یک پارامتری و هفت-پارامتری با دو الگوریتم یک بعدی و هفت بعدیِ بهینه سازی اجتماع ذرات بهینه شده اند و پرتو خروجی متمرکزتر و پرقدرت تر حاصل شده است. در نهایت مقایسه ای بر رفتار آرایه های تشعشعی کریستال فوتونی، ساخته شده از آرایه ی تشدیدگرهای نوری در سطح کریستال، با رفتار آنتن های آرایه ای انجام شده و شباهت های پرتو تشعشعی ساختارهای مشابه با تغذیه های مشابه بررسی شده است.