DESIGN OF GRAPHENE-BASED PLASMONIC WAVEGUIDE GRATINGS
نام نخستين پديدآور
/پیمان قادریان
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی برق
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۸
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۰۶ص.
ساير جزييات
:
يادداشت کلی
متن يادداشت
زبان: فارسی
متن يادداشت
زبان چکیده: فارسی
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به مشخصات ظاهری اثر
متن يادداشت
مصور، جدول، نمودار
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
مهندسی برق - افزارههای میکرو و نانوالکتریک
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۸/۰۶/۰۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی سهند
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
امروزه قطعات الکترونیکی با چالش سرعت انتقال در پردازشگرها و شبکههای مخابراتی روبرو هستند .فناوری فوتونیک به عنوان جایگزین مناسبی برای فناوری الکترونیک به خوبی این چالش را رفع کرده است .از طرفی، فشردهسازی قطعات نوری در ابعاد کوچکتر از طول موج توسط فناوری فوتونیک، به دلیل محدودیت پراش نور امکانپذیر نیست .اخیرا برای رفع این چالش، فناوری پلاسمونیک مورد توجه قرار گرفته است .از اینرو، موجبرهای مسطح پلاسمونی به دلیل محدودشدگی نوری بالایی که دارند در کاربردهای مدارهای مجتمع نوری مورد توجه قرار گرفتهاند .از طرفی، ذخیرهسازی و کاهش سرعت نور یک چالش مهم است .در این زمینه، با توجه به روش جدیدی که برای تحقق نور کند ارائه شده است، ساختارهای براگ گریتینگ پلاسمونی مبتنی بر گرافن نتایج امیدوارکنندهای را از خود نشان دادهاند .علاوه بر این، با توجه به خواص ویژهای که گرافن از خود نشان داده است، میتوان خواص ساختارهای مبتنی بر این ماده را با اعمال ولتاژ خارجی کنترل کرد .هدف این پایاننامه، طراحی یک ساختار گریتینگ موجبر پلاسمونی گرافنی است .بدین منظور، ابتدا مقدمهای بر تئوری و چگونگی عملکرد موجبرهای صفحهای پلاسمونی و گریتینگهای موجبری پلاسمونی ارائه شده است .در ادامه، مشخصههای محدودشدگی مودی و تلفات انتشاری موجبرهای صفحهای پلاسمونی مبتنی بر گرافن و فلزات نوبل مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل، با یکدیگر مقایسه شدهاند .همچنین، یک ساختار بهینه با ضریب شایستگی (FOM) و طول انتشار بالا طراحی شده است .در نهایت، چندین ساختار گریتینگ موجبر پلاسمونی مورد بررسی قرار گرفتهاند .با تحلیل ساختار براگ گریتینگ پلاسمونی گرافنی و با انتخاب درست نوع مواد استفاده شده و نوع گریتینگها، مقدار تلفات به حداقل رسیده و ضریب کاهش سرعت نور قابل توجهی حاصل شده است .با تغییر پارامترهای هندسی، یک ساختار بهینه کند کننده موج SPP معرفی شده و در ادامه، به منظور افزایش پهنای باند عملکردی قطعه طراحی شده، عمق و عرض براگ گریتینگها به صورت تدریجی افزایش داده شدهاند .در ادامه، فیلتر گرافنی تنظیمپذیر مبتنی بر گریتینگ موجبری صفحات موازی متقارن طراحی شده و تحلیل آن با استفاده از روش حل عددی المان محدود انجام شده است .پهنای باندهای دو کاناله قابل قبولی با ابعاد کوچکتر از طول موج کاری به دست آمدهاند .در نهایت، فیلتر باند عبور با استفاده از ساختار دو گریتینگ موجبری صفحات موازی متقارن سری طراحی شده و پیک انتقالی با پهنای باند باریک در خروجی آن به دست آمده است
متن يادداشت
Nowadays electronic components face with the challenge of transmission speed in processors and telecommunications networks. Photonics technology as a good alternative to electronic technology has well resolved this challenge and is. On the other hand, fabrication of ultra-compact optical components smaller than the wavelength by photonic technology is impossible due to the diffraction limitat of the light. Recently, plasmonic technology has been considered to address this challenge. Therefore, planar plasmonic waveguides have received special attention due to their high optical confinement in the applications of integrated circuits. On the other hand, storing and deceleration of the light is an important challenge. In this regard, according to the new approach presented to realize slow light, graphene-based plasmonic Bragg gratings structures have shown promising results. In addition, due to the special properties of graphene, the properties of the structures based on this material can be controlled by applying external voltage. The purpose of this thesis is design of a graphene plasmonic waveguide grating structure. To this end, an introduction to the theory and operation of plasmonic waveguides and plasmonic waveguide gratings has been presented. In the following, the characteristics of modal confinement and propagation losses of the planar plasmonic waveguides based on the graphene and Noble metals have been investigated and the results have been compared. Also, an optimum structure with a high figure of merit (FOM) and long propagation length has been designed. Finally, several plasmonic waveguide grating structures have been investigated. By analyzing the graphene plasmonic Bragg grating structure and choosing appropriate materials and the type of gratings, the amount of loss has been minimized and the slowdown factor has been significantly reduced. By changing the geometric parameters, an optimized SPP waveguide structure has been introduced, and the depth and width of the Bragg gratings are gradually increased to enhance the bandwidth of the designed component. In the following, a tunable graphene filter has been designed based on symmetrical parallel plate waveguide gratings, and analyzed using the finite element method. Acceptable two-channel bandwidths are obtained with dimensions smaller than the operating wavelength. Finally, the band pass filter has been designed using two series parallel-plate waveguide gratings and transfer function with a narrow bandwidth has been obtained for it
خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه
ba
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
DESIGN OF GRAPHENE-BASED PLASMONIC WAVEGUIDE GRATINGS