پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 41 |
| تعداد شماره‌ها | 1,155 |
| تعداد مقالات | 9,926 |
| تعداد مشاهده مقاله | 18,512,645 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 12,843,621 |
شبیه‌سازی دریچه‌های منطقی تمام نوری AND و NOT با استفاده از بلور فوتونی دو بعدی | ||
| فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | ||
| دوره 3، شماره 1 - شماره پیاپی 8، اسفند 1399، صفحه 89-98 اصل مقاله (1.07 M) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2021.56514.1097 | ||
| نویسندگان | ||
| مریم دشتی درویش زاده* 1؛ تهمینه جلالی2 | ||
| 1دانشجوی دکتری، گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور | ||
| 2گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران | ||
| چکیده | ||
| با طراحی ساختارهای تناوبی بلورهای فوتونی، امواج الکترومغناطیسی را می‌توان در محدوده فرکانسی معینی از سطح آنها منعکس کرد. با استفاده از ویژگی فوق می‌توان امواج الکترومغناطیسی موجود در موجبر طراحی شده را در داخل ساختار شبکه بلوری فوتونی هدایت کرد. یکی از مهم‌ترین کاربردهای بلورهای فوتونی در ساخت دریچه‌های منطقی است. بنابراین در این مقاله با استفاده از شبیه‌سازی، انتشار امواج الکترومغناطیسی در داخل بلورهای فوتونی دوبعدی بررسی شده و ساختار شکاف نواری و توزیع میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در ساختار شبکه بلوری فوتونی محاسبه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که با استفاده از ساختار منحصر به فرد بلور فوتونی طراحی شده که دارای نقص در شبکه است، می‌توان عملکرد دریچه‌های منطقی AND و NOT را مشاهده کرد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| بلورهای فوتونی؛ باند گپ؛ دریچه منطقی AND؛ دریچه منطقی NOT | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Simulation of the AND and NOT Optical Logic Gates by Using Two-Dimensional Photonic Crystal | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Maryam Dashti Darvishzadeh1؛ Tahmineh Jalali2 | ||
| 1Ph.D. Student, Physics, Payeme Noor University | ||
| 2Physics Department, Persian Gulf University, Bushehr, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| By designing periodic structures of photonic crystals, electromagnetic waves can be reflected in a certain frequency range from their surface. Using the above feature, the emission of photons can be guided in the designed waveguide within the structure of photon crystal networks. One of the most important applications of photonic crystals is in the construction of logic gates. Therefore, in this paper, using the simulation method based on the numerical method of finite difference in time domain, the propagation of electromagnetic waves inside two-dimensional engineered photonic crystals is investigated and the structure of band gap and distribution of electric and magnetic fields in the structure of photonic crystal lattice is calculated. The results show that using the unique structure of the designed photonic crystal, which has defects in the lattice, the performance of the AND and NOT logic gates can be well observed. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Photonic Crystals, Band Gap, Logic Gates, AND Gate, NOT Gate | ||
| مراجع | ||
|
[1] J. Cirac, P. Zoller, “A scalable quantum computer with ions inan array of microtraps” Nature 404, 579–581 (2000)
[2] K. Igarashi, K. Kikuchi. “Topics Quantum Electron. Optical signal processing by phase modulation and subsequent spectralfiltering aiming at applications to ultrafast optical communication systems”, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol. 14, no. 3, pp. 551-565, May-june 2008
[3] H. Soto, et al, “All-optical AND gate implementation using crosspolarization modulation in a semiconductor optical amplifier”, IEEE Photonics Technol. Lett. 14(4), 498–500 (2002)
[4] H. Wei, et al, “Quantum dot-based local field imaging reveals plasmon-based interferometric logic in silver nanowire networks”, NanoLett. 11(2), 471–475 (2011)
[5] Y. Fu, et al, “All-optical logic gates based on nanoscale plasmonic slot waveguides”, Nano Lett. 12(11), 5784–5790 (2012)
[6] D. Pan, H. Wei and H. Xu, “Optical interferometric logic gates based on metal slot waveguide network realizing whole fundamental logic operations”, Opt. Express. 21(8), 9556–9562 (2013)
[7] H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato,S. Kawakami, “Self-collimating phenomena in photonic crystals”, Appl. Phys. Lett. 74(9), 1212-1214 (1999)
[8] J. Witzens, M. Lončar, and A. Scherer. “Self-collimation in planar photonic crystals”, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 8(6), 1246-1257 (2002)
[9] X. Yu, S. Fan, Appl. Phys. Lett. “Bends and splitters for self-collimated beams in photonic crystals”, A. Scherer, IEEE J. Sel. Top. 83(16), 3251-3253 (2003)
[10] W. Fraga, J. Menezes, M. Silva, C. Sobrinho, “All optical logic gates based on an asymmetric nonlinear directional coupler”, A. Sombra, Optics Communications. 262(1), 32-37 (2006)
[11] A. Rostami, G. Rostami, “Full optical analog to digital (A/D) converter based on Kerr-like nonlinear ring resonator”, Optics Communications. 228, 39-48 (2003)
[12] K. Igarashi, K. Kikuchi, “Optical Signal Processing by Phase Modulation and Subsequent Spectral Filtering Aiming at Applications to Ultrafast Optical Communication Systems”, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electro- nronics. 14(3), 551-565 (2008)
[13] Y. Wu, T. Shih, M. Chen, “New all-optical logic gates based on the local nonlinear Mach-Zehnder interferometer”, Optical Express. 16(1), 248-257 (2008)
[14] A. Mohebzadeh-Bahabady, S Olyaee, “All-optical NOT and XOR logic gates using photonic crystal nano-resonator and based on an interference effect”, IET Optoelectron. 12(4), 191–195 (2018)
[15] F. Parandin, M.R. Malmir, M. Naseri, A. Zahedi, “Reconfigurable all-optical NOT, XOR, and NOR logic gates based on two dimensional photonic crystals”, Superlattices Microstruct. 113, 737–744 (2018)
[16] E. Yablonovitch, “Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics”, Phys. Rev. Lett. 58(20), 2059–2062 (1987)
[17] Z. Zhu, W. Ye, J. Ji, X. Yuan, C. Zen, “High-contrast light-by-light switching and AND gate based on nonlinear photonic crystals”, Opt. Express. 14(5), 1783–1788 (2006)
[18] P. Rani, Y. Kalra, R. Sinha, “Commun. Realization of AND gate in Y shaped photonic crystal waveguide”, Opt. 298, 227–231 (2013)
[19] S. Zivanovic, K. Yee, K. Mei, “A subgridding method for the time-domain finite-difference method to solve Maxwell's equations”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 39(3), 471-479 (1991)
[20] A. Taflove, S. Hagness, Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, 3rd edn. (Artech, Norwood, 2005)
[21] K. Kunz, R. Luebbers, The Finite-Difference Time-Domain Method for Electromagnetics, 1st edn. (CRC Press, Boca Raton, 1993)
[22] D.M. Sullivan, Electromagnetic Simulation Using the FDTD Method, 2nd edn. (Wiley–IEEE Press, New York 2000)
[23] A. Elsherbeni, V. Demir, The Finite Difference Time Domain Method for Electromagnetics: With MATLAB Simulations, 2nd edn. (SciTech, Rayleigh, NC 2009)
[24] W. Yu, R. Mittra, T. Su, Y. Liu, X. Yang, Parallel Finite-Difference Time-Domain Method, 1st edn.(Artech House, Norwood, 2006)
[25] A. Oskooi, D. Roundy, M. Ibanescu, P. Bermel, J. Joannopoulos, S. Johnson, “Meep: A flexible free-software package for electromagnetic simulations by the FDTD method”, Computer Phys. Commun. 181(3), 687 (2010)
[26] P. Andalib, N. Granpayeh, “All-optical ultracompact photonic crystal AND gate based on nonlinear ring resonators”, J. Opt. Soc. Am B. 26(1), 10-16 (2009)
[27] M.I. Babak, A.T. Tahereh, G. Nosrat, M.J. Alireza, “All-optical NOR gate based on nonlinear photonic crystal microring resonators”, J. Opt. Soc. Am B. 26(5), 1097-1102 (2009)
[28] S.Q. Zeng, Y. Zhang, B.J. Li, E.Y.B. Pun, “Ultrasmall optical logic gates based on silicon periodic dielectric waveguides,”. Photonics and Nanostructures – Fundamentals and Applications. 8(1), 32-37 (2010) | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 271 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 187 |
||