عنوان

مدلسازی، طراحی و شبیه سازی دی مالتی پلکسرهای تمام نوری با کریستال های فوتونیکی برای اهداف ‮‭DWDM‬ مخابراتی

Number

‭۵۱۵۱پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مدلسازی، طراحی و شبیه سازی دی مالتی پلکسرهای تمام نوری با کریستال های فوتونیکی برای اهداف ‮‭DWDM‬ مخابراتی

First Statement of Responsibility

/حامد علیپور بنائی

Name of Publisher, Distributor, etc.

دانشگاه تبریز: دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، گروه مهندسی الکترونیک

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۳۰‬ص‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکترای تخصصی

Discipline of degree

مهندسی برق- الکترونیک

Date of degree

‮‭۱۳۸۸/۰۹/۱۱‬

Body granting the degree

دانشگاه تبریز: دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، گروه مهندسی الکترونیک

Text of Note

امروزه با توجه به نیاز روزافزون صنعت مخابرات جهت افزایش سرعت پردازش و انتقال داده های مخابراتی، نیاز به المانهای فرکانس بالا کاملا مشهود می باشد .لذا المانهای الکترونیک نوری می توانند برای این مهم مدنظر قرار گیرند .همچنین امروزه استفاده از فیبرهای نوری در مخابرات نیز امری متداول شده است و هدف ما در این رساله جداسازی طول موج های مختلف دریافتی از یک فیبر و ارسال آن به مقصدهای مختص خود می باشد که این مهم توسط المانی به نام دی مالتی پلکسر نوری انجام می شود .از آنجایی که به هنگام طراحی المانهای الکترونیکی فشرده بودن آنها برای تحقق مدارات مجتمع یکی از ضروریات می باشد، از کریستال های فوتونیکی به عنوان یکی از بسترهای مناسب برای این منظور، در این رساله استفاده شده است .این ساختارها توانایی فوق العاده ای برای هدایت و کنترل امواج نور را در ابعاد بسیار کوچک را دارا هستند .دی مالتی پلکسر مدنظر برای سیستم های مخابراتی ‮‭DWDM‬ مناسب می باشد .در این رساله با استفاده از روش های عددی همانند ‮‭FDTD‬ برای اولین بار ساختاری پیشنهاد و شبیه سازی شده است که در آن بدون استفاده از مواد خاص و یا سختی پیچیده ای در هنگام ساخت، جداسازی چهار طول موج را با فاصله کانالی ‮‭۸/۰‬ نانومتر با پهنای باند کمتر از ‮‭۵/۰‬ نانومتر تحقق دهد .البته ذکر این نکته نیز لازم است که کلیه محدودیت های ساخت این ساختارها با توجه به محدودیت های امروزی موجود در تکنولوژی ساخت در تمامی طراحی ها مد نظر بوده است که مقدار درجه وضوح به هنگام ساخت المانها در حد ‮‭۵‬ نانومتر است .اساس کار انجام شده در طراحی دی مالتی پلکسر مورد نظر با طراحی و تعبیه صحیح یک نوع کاواک) حذف چندین حفره و تغییر شعاع بعضی از حفره ها (که قابلیت فیلترینگ و سپس جداسازی طول موج هایی با کمترین هم پوشانی و فاصله کانالی زیر ‮‭۱‬ نانو متر را دارند انجام شد که منطبق بر سیستم های ‮‭DWDM‬ است .همچنین برای اهداف ‮‭WDM‬ نیز توانسته شد چندین ساختار پیشنهاد و شبیه سازی شود .از جمله دی مالتی پلکسر دو طول موجه با فاصله کانالی ‮‭۸/۵‬ نانومتر، سپس دی مالتی پلکسر چهارطول موجه با فاصله کانالی متوسط ‮‭۵/۳‬ نانومتر و نیز با ارائه ساختار‮‭Branch - Y‬ تعمیم یافته، چهار کانال با فاصله کانالی متوسط ‮‭۵/۳‬ نانومتر با شدت خروجی بالا در ابعاد بسیار کوچک تحقق یافت .با استفاده از کریستال های مایع نیز در یک ساختار دو بعدی توانستیم ساختار دی مالتی پلکسر ‮‭DWDM‬ را تحقق بخشیم .در نهایت نیز ساختاری برای اولین بار با مدل ساختاری ‮‭T‬ تعمیم یافته ارائه شد که چهار کانال را به کمک تغییراتی در کاواک ذکرشده با فاصله کانالی زیر ‮‭۱‬ نانومتر و پهنای باند کمتر از‮‭۵/۰‬ نانومتر برای اهداف ‮‭DWDM‬ جدا نموده ومساحت قطعه برابر با ‮‭m۲۵۳۶‬به دست آمده است که برای اهداف مجتمع سازی برای جداسازی چهار کانال در سیستم های مخابراتی ‮‭DWDM‬ بسیار مطلوب بوده و کمترین میزان تداخل را نیز مابین کانال های مجاور دارا می باشد .

Text of Note

Nowadays, due to necessity requirements of communication industry to increase the velocity of data processing and transmitting, indigence of high frequency elements is completely evident for all. Thus, optical electronic elements could be considered for this main goal. Also, utilization of optical fibers in communication systems is a popular matter and our main target in this thesis is separation of the different wavelengths that received from an optical fiber, from each other and send them to their specific destinations that this important action is done by an all optical demultiplexer. When researchers decide to design an electronic element, one of their intentions is the ability of the designed element for integrating and due to this important point, in this thesis we used photonic crystals as suitable platforms for design of the final structure of the demultiplexer. Photonic crystals are one of the best candidates for developing all optical integrated circuits. These structures have extraordinary potency for transmitting and controlling optical waves in very small scales. In this thesis, the desired demultiplexer is suitable for DWDM communication systems. In this thesis with using of numerical analysis such as Finite Difference Time Domain (FDTD) method, for the first time, a structure analyzed and simulated that without using any either complex matter or complexity in fabrication process, separating of four wavelengths with 0.8nm channel spacing and the amount of bandwidth less than 0.5nm has been obtained. But mentioned this point is necessary that all of the fabrication limitations in fabrication technology process that there are nowadays; in all of the designs have been considered. Now, in all of fabrication technology processes, the resolution of 5nm is observed. Groundwork of the final structure of the desired demultiplexer is designing some suitable resonance cavities that capable for filtering desired wavelengths and then separating them from each other with minimum crosstalk between adjacent channels and with channel spacing amount less than 1nm that is suitable for DWDM communication systems. In addition, for WDM communication systems we can design and simulate several structures. For example a two channel wavelength division demultiplexer with channel spacing 5.8nm, a four channel wavelength demultiplexer with channel spacing amount equal to 3.5nm and some another ones could be named. In all of these demultiplexers, the amount of crosstalk is very low with comparing by previous works. A modified Y-Branch structure that has four output channels with very high intensity in output ports designed and simulated that its dimension is very small with comparing by another ones. With liquid crystals in a 2-D structure we achieved a DWDM demultiplexer. Finally, for the first time a four channel demultiplexer designed and analyzed in a modified T- shape structure based on photonic crystals that in this structure, with modifying and varying the parameters of the proposed resonance cavities, four channel demultiplexer with channel spacing amount less than 1nm and equal to 0.8nm and bandwidth of each channel less than 0.5nm has been achieved. The cross section of the proposed structure is equal to 536m2 that is completely proper for integrating and demultiplexing four wavelengths from each other with minimum crosstalk between adjacent channels. This structure is suitable for DWDM communication applications.

Photonic Crystals

Demultiplexer

Filter

Defect

FDTD

Bandwidth

Crosstalk

حامد علیپور بنائی

رستمی، علی، استادراهنما

نامدار، عبدالرحمن، استادمشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی