تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,021 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,491,344 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,218,261 |
طراحی طبقه تطبیقگر برای موجبر بلور فوتونی نور آهسته برمبنای تزویجگر سمتی | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
مقاله 32، دوره 48، شماره 4 - شماره پیاپی 86، اسفند 1397، صفحه 1773-1783 اصل مقاله (1.73 M) | ||
نویسندگان | ||
فاطمه مظلوم تهرانی؛ محمد دانایی* ؛ پرویز کشاورزی | ||
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - دانشگاه سمنان | ||
چکیده | ||
در این مقاله دو موجبر نور آهسته بلور فوتونی برمبنای یک تزویجگر سمتی طراحیشده و بهمنظور تطبیق این موجبرها به موجبر متداول W1، ساختارهایی پیشنهاد شدهاست. برای شبیهسازی این ساختارها از روشهای تفاضل محدود در حوزه زمان و نیز از روش بسط موج تخت استفاده شدهاست. در ساختار نور آهسته اول، ضریب شکست گروه 18.05 و مقدار GBP برابر با 0.278 و در ساختار دوم با تغییر شبکه بلور فوتونی مثلثی به مربعی در قسمتی از ساختار، ضریب شکست گروه 11.37 و GBP برابر با 0.255 حاصل میگردد. برای تطبیق این موجبرها به موجبر W1، طبقههای تطبیقگری برمبنای انشعاب Y طراحی و پیشنهاد شدهاست. در محل اتصال مدار تزویج و موجبر نور آهسته از تکنیک افزایش تدریجی حفرهها استفاده شدهاست تا تطبیق خوبی بین موجبر نور آهسته و معمولی در بازه بسامدی موجبر بلور فوتونی حاصل گردد. به این منظور یک پالس نوری به ساختار تابیدهشده و میزان توان گذری، بازتابشی و پهنای باند در هر حالت محاسبه شدهاست. پهنای باند حاصلشده برای ساختار اول nm 28 و برای ساختار دوم برابر nm 7 میباشد. در ساختار اول، میزان بیشینه توان عبوری شبیهسازی شده به 97.3%و در ساختار دوم به 98.5%% میرسد. با توجه به پهنای باندnm 28 حاصلشده در ساختار اول، موجبر نور آهسته پیشنهادی، طول موج nm 1550 استفادهشده در مخابرات نوری را بهخوبی پوشش میدهد. | ||
کلیدواژهها | ||
بلورهای فوتونی؛ موجبر نور آهسته؛ تزویجگر سمتی؛ تفاضل محدود در حوزه زمان؛ بسط موج تخت؛ مدار تزویج | ||
مراجع | ||
[1] A. Yariv, Y. Xu, R. K. Lee and A. Sherer, “Coupled-resonator optical waveguide: a proposal and analysis,” Optics Letters, vol. 24, no. 11, 1999. [2] T. J. Karle, D. H. Brown, R. Wilson, M. Steer and T. F. Krauss, “Planar photonic crystal coupled cavity waveguides,” IEEE Journal of Selected Topsics in Quantum Electronics, vol. 8, no. 4, 2002. [3] D. Mori and T. Baba, “Dispersion-controlled optical group delay device by chirped photonic crystal waveguides,” Applied Physics Letters, vol. 85, no. 7, 2004. [4] M. L. Povinelli, S. G. Johnson and J. D. Joannopoulos, “Slow-light, band-edge waveguides for tunable time delays,” Optics Express, vol. 13, no. 18, 2005. [5] A. Eshaghi, M. M. Mirsalehi and A. R. Attari, “A novel architecture of ultracompact pulse position modulator in photonic crystals,” Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications, vol. 7, no. 2, 2009. [6] M. Danaie and H. Kaatuzian, “Design and simulation of an all-optical photonic crystal AND gate using nonlinear Kerr effect,” Optical and Quantum Electronics, vol. 44, no.1-2, 2009. [7] T. F. Krauss, “Slow light in photonic crystal waveguides,” Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 40, no. 9, 2007. [8] T. Kawasaki, D. Mori and T. Baba, “Experimental observation of slow light in photonic crystal coupled waveguides,” Optics Express, vol. 15, no. 16, 2007. [9] J. Li, T.P. White, L. O’Faolain, A. Gomez-Iglesias and T. F. Krauss, “Systematic design of flat band slow light in photonic crystal waveguides,” Optics Express, vol. 16, no. 9, 2008. [10] M. K. Moghaddam, A. R. Attari and M. M. Mirsalehi, “High coupling efficiency to a low dispersion slow light-supporting photonic crystal waveguide,” Journal of the European Optical Society-Rapid publications vol. 8, no. 1, 2013. [11] R. Hao, E. Cassan, H. Kurt, X. Le Roux, D. Marris-Morini, L. Vivien, H. Wu, Z. Zhou and X. Zhang, “Novel slow light waveguide with controllable delay-bandwidth product and utra-low dispersion,” Optics Express, vol. 18, no. 6, 2010. [12] E. Kuramochi, M. Notomi, S. Hughes, A. Shinya, T. Watanabe and L. Ramunno, “Disorder-induced scattering loss of line-defect waveguides in photonic crystal slabs,” Physical Review B, vol. 72, no. 16, 2005. [13] M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi and I. Yokohama, “Extremely large group-velocity dispersion of line-defect waveguides in photonic crystal slabs,” Physical Review Letters, vol. 87, no. 25, 2001. [14] A. Y. Petrov and M. Eich, “Zero dispersion at small group velocities in photonic crystal waveguides,” Applied physics letters, vol. 85, no. 21, 2004. [15] J. Adachi, N. Ishikura, H. Sasaki and T. Baba, “Wide range tuning of slow light pulse in SOI photonic crystal coupled waveguide via folded chirping,” IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol. 16, no. 1, 2010. [16] A. Di Falco, L. O’Faolain, and T. F. Krauss. "Dispersion control and slow light in slotted photonic crystal waveguides." Applied Physics Letters vol. 92, no. 8, 2008. [17] B. Wang, M. A. Dündar, R. Nötzel, F. Karouta, S. He and R. W. Van Der Heijden, “Photonic crystal slot nano beam slow light waveguides for refractive index sensing,” Applied Physics Letters, vol. 97, no. 15, 2010. [18] L. H. Frandsen, A. V. Lavrinenko, J. Fage-Pedersen and P. I. Borel, “Photonic crystal waveguides with semi-slow light and tailored dispersion properties,” Optics Express, vol. 14, no. 20, 2006. [19] J. D. Joannopoulos, S. G. Johnson, J. N. Winn and R. D. Meade, Photonic crystals molding the flow of light, Princeton University press, 2011. [20] H. S. Dutta, A. K. Goyal, V. Srivastava and S. Pal, “Coupling light in photonic crystal waveguides: A review,” Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications, vol. 20, no. 1, 2016. [21] Y. Zhao, Y.N. Zhang, Q. Wang and Hu Haifeng, “Review on the optimization methods of slow light in photonic crystal waveguide,” IEEE Transactions on Nanotechnology, vol. 14, no. 3, 2015. [22] Y. Zhai, H. Tian and Y. Ji, “Slow light property improvement and optical buffer capability in ring-shape-hole photonic crystal waveguide,” Journal of Lightwave Technology, vol. 29, no. 20, 2011. [23] T. Baba, D. Mori, K. Inoshita and Y. Kuroki, “Light localizations in photonic crystal line defect waveguides,” IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol. 10, no. 3, 2004. [24] V. Varmazyari, H. Habibiyan, and H. Ghafoorifard. "Slow light in ellipse-hole photonic crystal line-defect waveguide with high normalized delay bandwidth product." JOSA B vol. 31, no. 4, 2014. [25] F. Bagci and B. Akaoglu, “Enhancement of buffer capability in slow light photonic crystal waveguides with extended lattice constants,” Optical and Quantum Electronic, vol. 47, no. 3, 2015. [26] M. S. Moreolo, V. Morra and G. Cincotti, “Design of photonic crystal delay lines based on enhanced coupled-cavity waveguides,” Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, vol. 10, no. 6, 2008. [27] K. T. Zhu, T. S. Deng, Y. Sun, Q. F. Zhang and J. L. Wu, “Design of wideband and low group velocity based on coupled cavity waveguides,” Optics Communications, vol. 285, no. 10, 2012. [28] T. Baba, T. Kawasaki, H. Sasaki, J. Adachi and D. Mori, “Large delay-bandwidth product and tuning of slow light pulse in photonic crystal coupled waveguide,” Optics Express, vol. 16, no. 12, 2008. [29] S. A. Schulz, L. O’Faolain, D. M. Beggs, T. P. White, A. Melloni and T. F. Krauss, “Dispersion engineered slow light in photonic crystals: a comparison,” Journal of Optics, vol. 12, no. 10, 2010. [30] M. Danaie and H. Kaatuzian, “Improvement of power coupling in a nonlinear photonic crystal directional coupler switch,” Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications, vol. 9, no. 1, 2011. [31] M. Danaie, A. R. Attari, M. M. MirSalehi and S. Naseh, “Design of a high efficiency wide-band 60° bend for TE polarization,” Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications, vol. 6, no. 3, 2008. [32] M. Danaie and H. Kaatuzian, “Bandwidth Improvement for a Photonic Crystal Optical Y-splitter,” Journal of the Optical Society of Korea, vol. 15, no. 3, 2011. [33] سعید سیدطاهری، علیرضا عندلیب، «طراحی واتافتگرهای مبتنی بر بلورهای فوتونی با قابلیت تواناسازی مناسب برای سامانههای مخابرات نوری»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 47، شماره2، 1396. [34] اشکان قنبری، علی صدر، مهران نیکو، « بیشینه سازی ضریب فشردگی و پهنای باند پالسهای نوری با استفاده از چرپ فرکانسی در فیبرهای فوتونیک کریستال»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 43، شماره2، 1392. [35] Hu. Zhen and Y. Y. Lu, “Improved bends for two-dimensional photonic crystal waveguides,” Optics Communications, vol. 284, no. 12, 2011. [36] A. Oskooi, L. Zhang, Y. Avniel and S. G. Johnson, “The failure of perfectly matched layers, and towards their redemption by adiabatic absorbers,” Optics Express, vol. 16, no. 15, 2008. [37] S. Yoshimasa, Y. Tanaka, N. Ikeda, Y. Nakamura, K. Asakawa and K. Inoue, “Low propagation loss of 0.76 dB/mm in GaAs-based single-line-defect two-dimensional photonic crystal slab waveguides up to 1 cm in length,” Optics Express, vol. 12, no. 6, 2004. [38] M. Danaie, A. R. Attari, M. M. Mirsalehi and S. Naseh, “Neuro-Fuzzy optimization of photonic crystal structures,” In EUROCON: The International Conference on Computer as a Tool, pp. 1223-1226, Warsaw, Poland, 9-12 Sep., 2007. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 565 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 454 |