پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 41 |
| تعداد شماره‌ها | 1,156 |
| تعداد مقالات | 9,940 |
| تعداد مشاهده مقاله | 18,532,116 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 12,854,768 |
شبیه سازی دروازه منطقی مخابراتی OR با بلور فوتونی دو بعدی | ||
| فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | ||
| دوره 3، شماره 2 - شماره پیاپی 9، شهریور 1400، صفحه 63-74 اصل مقاله (629.26 K) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2020.56674.1098 | ||
| نویسندگان | ||
| مهدی پزشکیان1؛ حسین شاهمیرزایی* 2 | ||
| 1کارشناسی ارشد، فیزیک، دانشگاه پیام نور | ||
| 2استادیار، گروه فیزیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله بررسی کاملی درزمینه دروازه‌های منطقی بلور نوری صورت گرفته است. همچنین چندین دروازه در طول‌موج‌های فرابنفش و فروسرخ (محدوده مخابراتی 1500 نانومتر) طراحی و شبیه‌سازی‌شده است. در تمامی موارد شرایط مرزی جاذب کامل در نظر گرفته‌شده است.در ابتدا نحوه ساخت موجبر ارائه‌شده است که از این موجبر طراحی شده برای ساخت تقسیم‌کننده استفاده می‌شود. سپس با کمک این موجبر یک حلقه تشدیدگر طراحی می‌گردد. در این شبیه‌سازی سعی بر این شده است که زمان عملگر دروازه را کاهش یابد. که برای این منظور از تقسیم‌کننده‌ها به‌صورت ترکیب‌کننده سازنده امواج در مرکز دروازه استفاده کرده‌ایم. این دروازه‌ها پاسخ زمانی بسیار کوتاه در حدود 0.3فمتو ثانیه به پرتو نور ورودی می‌دهند. در محدوده مخابراتی از سیلیسیوم برای ساخت دروازه استفاده‌شده است. و همچنین در مرکز دروازه از تداخل‌سنج ماخ زندر به‌جای ترکیب‌کننده توان استفاده‌شده است که زمان پاسخ را افزایش می‌دهد؛ و در این محدوده پاشندگی ماده سیلیسیوم در نظر گرفته‌شده است. یکی دیگر از مزیت های این دروازه‌ها ورودی و خروجی در یک سمت می‌باشند که می‌توان در مدارات مجتمع از آن استفاده نمود. برای شبیه‌سازی دروازه و مشاهده و تجزیه‌وتحلیل نتایج از نرم‌افزار قدرتمند RSOFT استفاده شده است. همچنین محاسبات شکاف باند روش بسط موج تخت PWE با همین نرم‌افزار انجام‌گرفته است و در محاسبات طول‌موج خروجی دروازه از روش تفاضل متناهی حوزه زمان از FDTD استفاده‌شده است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| بلور فوتونی؛ بسط امواج تخت؛ تفاضل متناهی در حوزه زمان؛ دروازه‌های منطقی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Simulation of OR telecommunication logic gate with two-dimensional photonic crystal | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mehdi Pezeshkian1؛ Hossein Shahmirzaei2 | ||
| 1M.A., Physics, Payame Noor University | ||
| 2Assistant Professor, Department of Physics, Maleke Ashtar University | ||
| چکیده [English] | ||
| In this paper, a complete study has been done in the field of optical crystal logic gates. Also, several gates have been designed and simulated in the ultraviolet and infrared wavelengths (wavelength range of 1500 nm). In all cases, the boundary conditions of the complete absorber are considered. First, the method of constructing a waveguide is presented, which is used to construct a divider. Then, with the help of this waveguide, an amplifier loop is designed. In this simulation, an attempt has been made to reduce the gate operator time. For this purpose, we have used dividers as a combination of wave generators in the center of the gate. These gates respond in a very short time, about 0.3 femtoseconds, to incoming light. In the telecommunication area, silicon has been used to build gates. Also, in the center of the gate, the Mach Zander interferometer is used instead of the power combiner, which increases the response time; In this range, the dispersion of silicon material is considered. Another advantage of these gates is the input and output on one side, which can be used in integrated circuits. Powerful RSOFT software has been used to simulate the gate and to observe and analyze the results. Also, the band gap calculations of the PWE flat wave expansion method have been performed with the same software, and in the gate output wavelength calculations, the time domain finite difference method of FDTD has been used. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Photonic crystal, expansion of plane waves, finite difference in time domain, logic gates | ||
| مراجع | ||
|
]1[ خراسانی، سینا، "مقدمه‌ای بر اپتیک بلور فوتونی"، تهران، فروردین 1386.
[2] Johnson SG, Floren, P. Introduction to photonic crystals: Bloch’s theorem. 2003:1-16.
[3] Jean-Michel L, Henri B, Vincent B. Photonic Crystals: Towards Nanoscale Photonic Devices. Springer-Verlag: Berlin/Heidelberg, Germany; 2008.
[4] Busch K, Stefan L, Wehrspohn RB, Helmut F. Photonic crystals: advances in design, fabrication, and characterization: John Wiley & Sons; 2004.
[5] Bogaerts W. Nanophotonic waveguides and photonic crystals in silicon-on-insulator. 2004.
[6] Quimby RS. Photonics and lasers: an introduction: John Wiley & Sons; 2006.
[7] Benisty H, Weisbuch C, Labilloy D, Rattier M, Smith C, Krauss T, et al. Optical and confinement properties of two-dimensional photonic crystals. J Lightwave Technol. 1999;17(11):2063-77.
[8] Joannopoulos JD, Johnson SG, Winn JN, Meade RD. Photonic crystals: molding the flow of light: Princeton university press; 2007.
[9] Yablonovitch EJJB. Photonic band-gap structures. J OptSoc AmB. 1993;10(2): 283-296.
[10] Lončar M, Doll T, Vučković J, Scherer AJJolt.Design and fabrication of silicon photonic crystal optical waveguides. J Lightwave Technol. 2000;18(10):1402.
[11] Baets R, Bogaerts W, Taillaert D, Dumon P, Bienstman P, Van Thourhout D, et al., editors.Low Loss Nanophotonic Waveguides and Ring Resonators in Silicon‐on‐Insulator. AIP Conference Proceedings; 2002: AIP.
[12] Villeneuve PR, Fan S, Joannopoulos JJPRB. Microcavities in photonic crystals: Mode symmetry, tunability, and coupling efficiency. Phys Rev A. 1996;54(11):7837.
[13] Chutinan A, Noda SJJJoAP. Analysis of waveguides and waveguide bends in photonic crystal slabs with triangular lattice. Jpn Appl Phys. 2000;39(6B): L595.
[14] Baba T, Fukaya N, Yonekura JJEl. Observation of light propagation in photonic crystal optical waveguides with bends. J Appl Phys. 1999;35(8):654-5.
[15] Bogaerts W, Baets R, Dumon P, Wiaux V, Beckx S, Taillaert D, et al. Nanophotonic waveguides in silicon-on-insulator fabricated with CMOS technology. J Ligtwave Technol. 2005; 23(1):401.
[16] Johnson SG, Villeneuve PR, Fan S, Joannopoulos JDJPRB. Linear waveguides in photonic-crystal slabs. Phys Rev A. 2000;62(12):8212.
[17] Noda S, Chutinan A, Imada MJn. Trapping and emission of photons by a single defect in a photonic bandgap structure. Nature. 2000; 407(6804):608.
[18] Lončar M, Doll T, Vučković J, Scherer AJJolt. Design and fabrication of silicon photonic crystal optical waveguides. J Lightwave Technol. 2000;18(10):1402.
[19] Johnson SG. Photonic crystals: from theory to practice: Massachusetts Institute of Technology; 2001.
[20] Hassibi B, Jing Y. Department of Electrical Engineering California Institute of Technology.
[21] Altug H, Englund D, Vučković JJNp. Ultrafast photonic crystal nanocavity laser. Nat Phys. 2006;2(7):484.
[22] Ren F-F, Yu M, Ye J, Chen Q, Lo G, Kwong DJIPTL. Enhanced Vertical Light Extraction from Ultrathin Amorphous Si–Si $ {3} $ N $ {4} $ Multilayers with Photonic Crystal Patterns. IEEE Photonic Tech l. 2009;21(2):91-3.
[23] Luan P-G, Chang K-DJOe. Periodic dielectric waveguide beam splitter based on co-directional coupling. Opt Express. 2007;15(8):4536-45.
[24] Kim S, Park I, Lim HJOl. Proposal for ideal 3-dB splitters–combiners in photonic crystals. Opt Lett 2005.30(3):257-9.
[25] Frandsen LH, Borel PI, Zhuang Y, Harpøth A, Thorhauge M, Kristensen M, et al. Ultralow-loss 3-dB photonic crystal waveguide splitter. Opt Lett 2004; 29(14):1623-5.
[26] Wu L, Mazilu M, Gallet J-F, Krauss T, Jugessur A, De La Rue RJOl. Planar photonic crystal polarization splitter. Opt Lett. 2004; 29(14):1620-2.
[27] Todorov Trifonov T. Photonic bandgap analysis and fabrication of macroporous silicon by electrochemical etching: Universitat Rovira i Virgili; 2004.
[28] Koponen T, Huttunen A, Törmä PJJoap. Conditions for waveguide decoupling in square-lattice Photonic Crystals. 2004;96(8):4039-41.
[29] Zhang Y, Li BJOE. Photonic crystal-based bending waveguides for optical interconnections. Opt Express. 2006; 14(12): 5723-32.
[30] Zhang Y, Li BJOl. Ultracompact waveguide bends with simple topology in two-dimensional photonic crystal slabs for optical communication wavelengths. Opt Lett. 2007;32(7):787-9.
[31] Chen B, Tang T, Chen HJOe. Study on a compact flexible photonic crystal waveguide and its bends. Opt Express. 2009;17(7):5033-8.
[32] Hassibi B, Jing Y. Department of Electrical Engineering California Institute of Technology.
[33] Yang Y-P, Lin K-C, Yang I-C, Lee K-Y, Lin Y-J, Lee W-Y, et al. All-optical photonic crystal AND gate with multiple operating wavelengths. Opt Commun. 2013; 297:165-8.
[34] Madsen CK, Zhao JH. Optical filter design and analysis: Wiley New York; 1999.
[35] Kee C-S, Ko D-K, Lee J-M, Lim H-JJJotKPS. Functional optical filters based on two-dimensional photonic crystals. 2006; 48(5):978-81.
[36] Joannopoulos JD, Johnson SG, Winn JN, Meade RD. Photonic crystals: molding the flow of light: Princeton university press; 2008.
[37] A. Yariv, “Critical coupling and its control in optical waveguide-ring resonator systems,” IEEE Photonics Technology Letters. IEEE Photonic Tech l. Vol .14, pp. 483-485, 2002.
[38] Wang Y, Zhu H, Li BJOC. Optical characterization of mechanically tunable microwire based resonators by changing ring radius and wire diameter. Opt Commun. 2011;284(13):3276-9.
[39] Outlook. Integrated Ring Resonators: The Compendium. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. Analog Integer Circ R. 2007. p. 231-.
[40] Nawi I, Hairi H, Daud S, Aziz M, Ali J, Yupapin PJPE. Analytical treatment of parametric effects in a ring resonator. Procedia Eng. 2011; 8:366-73. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 512 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 256 |
||