طراحي و شبيه سازي يك شكافنده قطبش سيليكوني نوري

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير مدارهاي مجتمع فوتونيكي نقش مهمي را به دليل اندازه فشرده و سازگاري با فناوري نيمرساناي اكسيد-فلزي مكمل (CMOS) در مخابرات نوري ايفا مي‌كند. سيليكون بر روي سيليكا (SOI) به دليل تباين ضريب شكست بزرگ و همچنين اندازه فشرده و هزينه ساخت كم جذاب است. اختلاف ضريب شكست بين سيليكون و سيليكا منجر به پديده دوشكستي در موجبرهاي سيليكوني مي‌شود. به همين دليل افزازه‌هاي مبتني بر سيليكون به قطبش حساس‌اند. به عبارت ديگر رفتار موجبرهاي سيليكوني نسبت به دو قطبش الكتريكي عرضي (TE) و قطبش مغناطيسي عرضي (TM) به دليل پديده دوشكستي متفاوت است از اين رو جداكردن اين دو قطبش ضروري است. افزاره‌هاي متنوعي براي تحقق اين امر وجود دارد از جمله ساختارهاي تداخل چند مدي(MMI)، تداخل‌سنج ماخ‌زندر (MZI)، جفتگر‌ جهتدار(DC) و ساختارهاي توري(Grating). از ميان آن‌ها DCها به دليل سادگي و انعطاف‌پذيري در طراحي، جاپاي كم، نسبت خاموشي بزرگ و افت جاگذاري كم مورد توجه‌اند اما اين افزاره‌ها به دليل خاصيت تشديدگري داراي پهناي باند محدوداند. براي رفع اين مشكل روش‌هايي نظير استفاده از موجبرهاي خميده يا موجبرهاي باريك‌شده در ساختارهاي مبتني بر جفتگر جهتدار توصيه مي‌شود كه چالشي براي فرايند ساخت ايجاد نمي‌كنند. در اين پايان‌نامه يك (PS) با استفاده از جفتگر ‌جهتدار سه‌موجبري باريك‌شده و يك پالايه خميده سه‌موجبري براي درگاه مستقيم و يك پالايه مبتني بر موجبر باريك‌شده براي درگاه متقاطع در باندهاي طول موج نوري انتخاب‌ شده است. حداقل فاصله استفاده شده بين موجبرها 250 نانومتر و شعاع موجبرهاي خميده نيز بزرگتر از 20 ميكرومتراند كه در نتيجه افزاره‌هاي پيشنهادي به تكنولوژي ساخت پيشرفته‌اي نياز ندارد. در طول موج مركزي 1550 نانومتر افزاره پيشنهادي داراي ER برابر 40 دسي‌بل و افت جاگذاري 0/47 دسي‌بل براي قطبش TE و براي قطبش TM نسبت خاموشي 32 دسي‌بل با افت جاگذاري 0/49 دسي‌بل را خواهيم داشت. براي نسبت خاموشي بزرگتر از 20 دسي‌بل هر دو قطبش پهناي باند 151 نانومتر را دارند همچنين براي نسبت خاموشي بزرگتر از 25 دسي‌بل پهناي باند مشترك 148 نانومتري بدست آمده است. طول جفت‌شدگي افزاره سه‌موجبري باريك‌شده 21 ميكرومتر است.

223075

مخابرات - ميدان و موج

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان