شماره کتابشناسی ملی
شماره
۱۸۹۶۳پ
زبان اثر
زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن
per
عنوان و نام پديدآور
عنوان اصلي
طراحی و شبیه‌سازی گیت‌های منطقی تمام نوری مستقل از قطبش در بلورفوتونی سیلیکون بر روی عایق
عنوان اصلي به زبان ديگر
Design and simulation of polarization independent all-optical logic gates in silicon-on-insulator photonic crystal
نام نخستين پديدآور
/فرشاد چوبان قدیمی اسفهلان
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی فناوریهای نوین
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۶
نام توليد کننده
، افشار
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
مهندسی فوتونیک گرایش مهندسی نانو فوتونیک
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۶/۱۱/۱۶
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
معرفی بلورهای فوتونی در سال ۱۹۸۷ انقلابی در علم فوتونیک به وجود آورد و سبب پیدایش افزاره‌صهایی مانند گیت‌صهای منطقی تمام نوری شد که این ادوات نقش کلیدی در تحقق مدارات مجتمع تمام نوری دارند و اهمیت توسعه گیت‌صهای منطقی نوری جهت استفاده در مدارات مجتمع نوری غیر قابل چشم پوشی می‌صباشد .در سال‌صهای اخیر، گیت‌صهای منطقی تمام نوری به دلیل سرعت عملکرد بالا، اتلاف کم توان و قابلیت مجتمع‌صسازی آسان بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته‌صاند .فناوری پردازش سیگنال تمام نوری در مدارات مجتمع نوری یک راه حل مناسب برای غلبه بر محدودیت در زمینه‌ص پهنای باند و سرعت عمل افزاره‌صهای الکترونیکی فعلی است .همچنین با پیشرفت سریع فناوری ارتباطات و نیاز به مجتمع‌صسازی افزاره‌صهای فعال و غیرفعال در یک تراشه، استفاده از افزاره-های تمام نوری امری ضروری شده است که در همه این موارد اهمیت گیت‌صهای منطقی تمام نوری به عنوان یکی از اساسی‌ترین عناصر مدارات مجتمع نوری پر رنگ جلوه می‌صکند .به دلیل اهمیت و جایگاه گیت‌صهای منطقی تمام نوری در مدارات مجتمع نوری در این پایان نامه به طراحی و شبیه‌صسازی نسل جدید گیت‌صهای منطقی تمام نوری که مستقل از قطبش هستند در بلورفوتونی سیلیکون بر روی عایق پرداخته‌صایم .بیشتر گیت‌صهای طراحی شده تا به امروز، اولا مبتنی بر بلورهای فوتونی میله‌صای و ثانیا وابسته به یک نوع قطبش خاص هستند .مشکل اصلی ساختارهای میله‌ای در هوا به عنوان ماده میزبان، فناوری ساخت پیچیده‌صتر آن‌صها نسبت به ساختارهای حفره‌صای می باشد و مشکل اصلی گیت های نوری وابسته به یک نوع قطبش خاص، محدود کردن کوپلینگ نور به حالت نور محلی و استخراج نور از اسلب در ساختارهای دوبعدی مورد بحث در اینجا می-باشد .به منظور برطرف کردن این مشکلات در این پایانامه روشی برای طراحی تمامی گیت‌صهای منطقی نوری با استفاده از شبکه لانه زنبوری در بلورهای فوتونی سیلیکون بر روی عایق با استفاده از حفره‌صهای هوا و به صورت مستقل از قطبش پیشنهاد داده‌صایم که چنین ساختاری دارای شکاف باند کامل بوده و به آسانی توسط فناوری ساخت مدارات مجتمع قابل ساخت می‌صباشد .درگیت‌صهای منطقی نوری از نوع مبتنی بر پدیده تداخل، با استفاده از نقص‌صهای خطی و تداخل ایجاد شده بین پرتوهای نوری می‌صتوان انواع گیت‌صها را پیاده‌صسازی کرد که در این پایان نامه نیز از این روش بهره گرفته شده است .تمامی ساختار بر اساس بلور فوتونی تیغه‌صای بر روی پلتفرم سیلیکون بر روی عایق و با شبکه لانه زنبوری دو بعدی با دو نوع حفره‌صهای هوای متفاوت به منظور دست‌صیابی به گاف باند فوتونیکی کامل و با شعاع‌های برابر با و که در آن a ثابت شبکه ساختار و برابر می‌باشد طراحی شده است حفره‌صهای هوای کوچک‌صتر دقیقا در مرکز حفره‌صهای هوای بزرگتر قرار داده شده‌صاند و همچنین در طراحی ساختار از یک سیلیکون تیغه‌صای با ضخامت که یک لایه هوا به عنوان روکش بالای آن و یک لایه سیلیکا به عنوان لایه زیرین آن می‌صباشد استفاده شده است .با استفاده از روش بسط موج تخت مشخص شده که ساختار دارای یک ناحیه با باند فوتونیکی کامل می‌صباشد .از تجزیه و تحلیل دو بعدی با روش ضریب شکست موثر که در آن ضریب شکست موثر برای هر دو مد TE و TM در طول موج محاسبه شده است برای تحلیل ساختار استفاده شده است .در طراحی گیت‌صهای منطقی بر پایه بلورهای فوتونی، اگر منابع ورودی فعال باشند، منطق" یک "و اگر غیرفعال باشند منطق" صفر "در نظر گرفته می‌صشود .بر این اساس در خروجی نیز اگر توان نوری نزدیک به توان منبع ورودی باشد روشن است و معادل منطق" یک "و اگر نزدیک به صفر باشد خاموش است و معادل منطق" صفر "در نظر گرفته می‌صشود .نکته قابل توجه در عملکرد گیت‌صهای منطقی فاصله سطوح منطقی است یعنی فاصله بین حداکثر مقدار توان نوری در حالت" صفر "و حداقل آن در حالت" یک "باید به اندازه‌صای زیاد باشد که امکان بروز خطا در تشخیص" صفر "و" یک "در خروجی کاهش یابد که از این نکته به عنوان نسبت‌کنتراست یاد می‌صشود و یک پارامتر ارزیابی گیت منطقی نوری محسوب می‌صشود و برای تک تک گیت‌صهای طراحی شده در این پایان نامه گزارش شده است .تمامی شواهد و نتایج گواه این مطلب هستند که طراحی جدید صورت گرفته به عنوان گیت منطقی تمام نوری مستقل از قطبش در فوتونیک کریستال سیلیکون بر روی عایق، واقعا و با دقت خوبی به عنوان گیت منطقی نوری عمل می‌صکند و دارای بهبود نسبت‌کنتراست در مقایسه با طراحی و شبیه‌صسازی قبلی گزارش شده از این نوع گیت نوری می‌صباشد
متن يادداشت
The introduction of photonic crystals in 1987 created a revolution in the science of photonics and caused the emergence of devices such as all-optical logic gates, which these devices play a key role in the realization of integrated optical circuits and the importance of developing optical logic gates for using in optical integrated circuits is inevitable. In recent years, all-optical logic gates due to high operating speed, low power dissipation and the capability of easy integration have taken great interest of researchers. All-optical signal processing technology in the integrated optical circuits is a perfect solution to overcome the limitations of the bandwidth and the speed of current electronic devices. Also, with the rapid advancement of communication technology and the need to integrating active and passive devices on a chip, the using of all-optical devices is essential. In all of these cases, the importance of all-optical logic gates as one of the most fundamental elements of the integrated optical circuits is seen. Due to the importance of all-optical logic gates in the integrated optical circuit, in this thesis, we have designing and simulation a new generation of all-optical logic gates that is independent of polarization in silicon-on-insulator photonic crystal. Most designed gates to this day are: firstly, based on rods photonic crystals and secondly, dependent on a particular polarization. And the main problem of the structures with rods embedded in a background medium of air, their manufacturing technology is more complex than structures with holes and the main problem of the optical gates depends on a particular polarization type, limits the light coupling to localized optical modes and extraction of light from the slab in the two-dimensional structures discussed here. In this thesis, we propose a method for designing all optical logic gates using a honeycomb lattice in silicon-on-insulator photonic crystal using air holes and to be independent of the polarization. That Such a structure has a complete band gap and is easily constructed by the integrated circuit manufacturing technology. In optical logic gates based on the phenomenon of interference, using linear defect and the interference created between light beams can be implemented different types of gates, that in this thesis too, used this method. The entire of structure is based on slab photonic crystal on SOI platform and with two dimensional honeycomb lattices and two air holes with different radius in order to achieve complete photonic band gap the radii of two air holes equal to (radius of bigger air hole) and (radius of smaller air hole), are designed where 'a=570 nm and is the lattice constant. The smaller air holes have been placed exactly at the center of the bigger air holes. And also in design of the structure From a silicon ( ) slab of thickness 250 nm has been used which has air as upper cladding and silica ( ) as lower cladding layer. Using plane wave expansion (PWE) method, it has been observed that there exists a complete photonic band gap from 2D analysis with effective index method which the effective index for both TE and TM modes at wavelengths of 1550 is calculated, and used for structural analysis. In designing logic gates based on photonic crystals, if the input sources are active, logic "one," and if it is disabled, the is considered logic zero". Accordingly, in the output too, if the optical power close to the Input source power it's on and is equivalent to the logic "one" But if it's close to zero it's off and is considered equivalent to the logic "zero. A remarkable point in the logic gate function is the logical level spacing; that is, the distance between the maximum optical power in a state of "zero" and the minimum it in a state of "one" must be large enough to reduce the possibility of error detection of "zero" and "one" in the output that from this point as the contrast ratio will be remembered and a parameter to evaluate the logic gate and is reported for each of the gates designed in this thesis. All evidence and results indicate this that the novel design performed as polarization independent all-optical logic gates in silicon-on-insulator photonic crystal really and accurately acts as an optical logic gate and has an improved contrast ratio compared to the previous design and simulation of this kind of optical gate
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Design and simulation of polarization independent all-optical logic gates in silicon-on-insulator photonic crystal
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )
مستند نام اشخاص تاييد نشده
چوبان قدیمی اسفهلان، فرشاد
مستند نام اشخاص تاييد نشده
Chooban Ghadimi Esfahlan, Farshad
دسترسی و محل الکترونیکی
يادداشت عمومي
سیاه و سفید
وضعیت فهرست نویسی
وضعیت فهرست نویسی
نمایه‌سازی قبلی
