عنوان

طراحی و مدل سازی مدولاتورهای الکتروجذبی گرافنی مجتمع شده با موجبرهای هیبریدی پلاسمونیکی

پ۲۹۰۶۳

per

طراحی و مدل سازی مدولاتورهای الکتروجذبی گرافنی مجتمع شده با موجبرهای هیبریدی پلاسمونیکی

شیماکارکن باقری

فیزیک(پردیس)

۱۳۹۷

۱۱۰ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

مهندسی فوتونیک گرایش نانوفوتونیک

۱۳۹۷/۱۱/۲۹

موجبرهای¬هیبریدی¬پلاسمونیکی¬دسته جدیدی از موجبرهای نوری هستند که مزایای موجبرهای پلاسمونیکی و موجبرهای فوتونیکی را باهم ادغام کرده‌اند. به طور مشخص حبس نور در ابعاد بسیار کوچک و نیز تلفات کم انتقال نور از مشخصه‌های بارز این موجبرها هستند. به دلیل حبس بسیار شدید نور در ابعاد بسیار کوچک توسط این ساختارها می‌توان به شدت اندرکنش نور- ماده را افزایش داد. یکی از مواد ایده آل برای این منظور گرافن است. گرافن دارای دینامیک بسیار سریع حامل‌ها و جذب در بازه وسیعی از طول موج است. علاوه بر آن، امکان انتقال گرافن سنتز شده به روی سطوح مختلف نیز وجود دارد که آن را برای کاربردهای مجتمع ایده آل می‌سازد. در این پایان نامه، مدولاتورهای الکتروجذبی¬گرافنی¬مجتمع¬شده¬با¬موجبر-هیبرید پلاسمونیکی¬در باند مخابراتی (به خصوص طول موج 55/1) طراحی¬شده¬اند. برای این منظور، نخست یک موجبر هیبریدی پلاسمونیکی مناسب متشکل از المان‌های دی الکتریک و فلز ارائه و مدل¬سازی شده است و مشخصات مهم آن نظیر حبس نور و تلفات انتشار مورد ارزیابی قرار¬گرفته¬اند. سپس گرافن تک لایه به ساختار افزوده شده¬است¬وپارامترهای مد¬نظرمجددا ارزیابی¬گشته¬اند. کنترل چگالی حامل‌‌ها در گرافن از طریق یک گیت فلزی صورت گرفته¬است. پارامترهای مورد ارزیابی در این پایان نامه، پهنای باند مدولاسیون، طول انتشار، عمق مدولاسیون و تلفات الحاقی می¬باشند. مدل سازی در نرم افزار LUMERICAL انجام شده¬است.

Hybrid plasmonic waveguides are the new groups of optical waveguides which combine the advantages of plasmonic and photonics waveguides.clearly,subwavelength optical confinement and low loss light transfer are the characterestics of these waveguides.Due¬ to the extreme light confinement in low dimensions by these structures,we can enhance the light-matter interaction.Graphene,is the most promising and ideal candidate fot this purpose.Graphene has ultrafast carrier dynamics and absorption in large range of wavelengths.Furthere more there is a possibility of transfering the synthesized graphene to different surfaces,which make it ideal for integrated applications.Graphene based electroabsorption modulators integrated with hybrid plasmonic waveguides in communicational band(specially in 1.55µm)have been modeled.For this purpose ,first a suitable hybrid plasmonic waveguide consisting of a dielectric and metal elements have been presented and modeled and its important characteristics such as light confinement and propagation loss and modulation depth have been evaluated.Then a monolayer of graphene has been added to the structure and parameters have been evaluated again.contoling the density of carriers in graphene is through a metalic gate .The evaluated parameters in this thesis are,bandwidth of modulation,propagation length,modulation depth and loss.Simulations have been modeled in lumerical software.

Design and modeling of graphene based electro-absorption modulators integrated with hybrid plasmonic waveguides

کارکن باقری،

شیما

تهیه کننده

‏صوفی،

باغبان،

هادی

حامد

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز