فهرست مطالب
عنوان شماره صفحه
فصل اول
معرفی نور و کاربردهای آن
1-1- مقدمه———————————————————————————— 3
1-2- تقابل نور با ماده——————————————————- 4
1-3- مدل کردن پدیده های جذب و پراکندگی نور———————————– 5
1-4- روش های عددی پر کاربرد در سیستم ها و نرم افزارهای حل کننده مسائل نوری———- 8
فصل دوم
موجبرها و ویژگی های جذاب آن ها در سیستم های نوری
2-1- مقدمه————————————————————— 14
2-2- موجبرهای نوری——————————————————- 14
2-3- موجبرهای الکترواپتیکی————————————————– 16
2-4- تلفات در فیبر نوری—————————————————– 17
5-2- جدول مزایای انتقال از طریق سیگنال الکتریکی و از طریق فیبر نوری——————- 20
2-6- سه پنجره مرسوم مخابراتی در سیستم های نوری و باندهای تخصیص یافته از طرف ITU برای
انتقال نوری اطلاعات——————————————————– 21
2-7- تلفات در موجبرهای نوری———————————————— 23
2-8- جدول دسته بندی موجبرهای نوری بر اساس اصل هدایت موج———————- 24
فصل سوم
چرایی گسترش تمایل به استفاده از تکنولوژی پلاسمونیک
3-1- اتصالات سیمی متداول————————————————— 26
3-2- موجبرهای فوتونیکی—————————————————- 27
3-3- تکنولوژی پلاسمونیک————————————————— 30
3-4- روش های مختلف تحریک ساختارهای پلاسمونیکی—————————— 31
3-5- موجبرهای پلاسمونیکی IMI و MIM—————————————- 32
3-6- ساختارهای متفاوت موجبرهای پلاسمونی متداول—————————————— 34
فصل چهارم
تحلیل فیزیکی موجبرهای پلاسمونیکی
4-1- تحلیل ساختار مبتنی بر فلز-دی الکتریک————————————————— 39
2-4- جدول ویژگی های پلاسمون های سطحی————————————- 45
4-3- مدل کردن فلزات در رژیم تراهرتز——————————————- 46
4-3-1- مدل درود فلزات—————————————————- 47
4-4- ترکیب کردن مدل درود با معادله پراش————————————— 49
فصل پنجم
فیلترهای نوری
5-1- مقدمه————————————————————— 53
5-2- فیلترهای فیلم نازک TFF————————————————- 54
5-3- فیلتر های Fabry-Perot (FP) ——————————————- 54
5-4- فیلترهای AWG——————————————————- 58
5-5- فیلترهای FBG——————————————————– 59
5-6- فیلترهای قابل تنظیم—————————————————– 61
5-7- جدول مقایسه پارامترهای مختلف فیلترها————————————– 63
فصل ششم
طراحی و شبیه سازی ساختارهای جدید نانوفیلتر پایین گذر پلاسمونیکی
6-1- مقدمه————————————————————— 65
6-2- معادلات موجبر سه لایه MIM——————————————— 66
6-3- جدول توزیع میدان برای موجبر لوحه ای سه لایه——————————– 69
6-4- منحنی پراش یک ساختار ساده موجبر MIM———————————– 70
6-5- مدار معادل و معادلات ساختار فیلتر مبتنی بر موجبر MIM————————- 72
6-6- ساختار اول نانو فیلتر پلاسمونیکی پایین گذر———————————– 78
6-6-1- نتایج عددی شبیه سازی نانو فیلتر—————————————- 80
6-6-2- طیف انتقال و تلف نانو فیلتر——————————————– 82
6-6-3- اندازه توزیع میدان الکتریکی موج 1310 نانومتر——————————- 83
6-7- ساختار دوم نانو فیلتر پلاسمونیکی پایین گذر———————————– 85
6-7-1- نتایج عددی نانو فیلتر————————————————- 86
6-7-2- طیف انتقال و تلف نانو فیلتر——————————————– 87
6-7-3- اندازه توزیع میدان الکتریکی و مغناطیسی در طول موج 1550 نانومتر—————- 89
فصل هفتم
نتیجه گیری و پیشنهادها
7-1- نتیجه گیری———————————————————– 93
ی |
ضمیمه الف: جدول نفوذپذیری الکتریکی مدل های مختلف—————————-97 |
7-2- پیشنهادها———————————————————— 96
فهرست جداول
عنوان شماره صفحه
جدول 2-1- مزایای انتقال الکتریکی و انتقال از طریق فیبر نوری———————————– 20
جدول 2-2- باندهای تخصیص یافته از طرف ITU برای انتقال نوری———————– 22
جدول 2-3- دسته بندی موجبرهای نوری بر اساس اصل هدایت موج———————- 24
جدول 4-1- روابط و ویژگی های پلاسمون های سطحی——————————- 45
جدول 5-1- مقایسه پارامترهای فیلترهای قابل تنظیم———————————- 63
جدول 6-1- معادلات موجبر لوحه ای سه لایه————————————— 69
فهرست نمودارها
عنوان شماره صفحه
نمودار 6-1- تغییرات قسمت حقیقی و موهومی ثابت دی الکتریک نقره بر حسب طول موج——— 74
نمودار 6-2- تغییرات قسمت حقیقی ضریب مؤثر بر حسب طول موج———————- 77
نمودار 6-3- تغییرات طول انتشار بر حسب طول موج——————————— 78
فهرست اشکال
عنوان شماره صفحه
شکل(1-1) طیف الکترومغناطیسی امواج——————————————- 3
شکل(1-2) پراکندگی رایلی و رامان———————————————- 5
شکل (1-3) کاربرد تئوری Mie برای محاسبه پراکندگی نانو ذره سیلیکونی——————- 7
شکل(1-4) سلول Yee برای مش بندی در روش FDTD——————————- 10
شکل(2-1) ساختارهای مختلف موجبرهای نوری بر اساس سطح مقطع——————— 15
شکل(2-2) تضعیف فیبر نوری سیلیکا——————————————— 17
شکل(2-3) طیف تلف فیبر نوری به همراه پراکندگی رایلی——————————- 18
شکل(2-4) طیف تلف فیبر نوری در سه پنجره مخابراتی مرسوم————————– 21
شکل(2-5) موجبر از نوع مقید کننده کل انعکاس داخلی-ب- ساختار موجبر نشتی————- 23
شکل (3-1) دسته بندی ساختارهای نانوفوتونیکی به همراه ویژگی هایشان——————- 29
شکل(3-2) ابعاد و سرعت عملیاتی مدارهای الکترونیک، فوتونیک و پلاسمونیک————— 30
شکل(3-3) روش های مختلف تحریک ساختارهای مبتنی بر پلاسمونیک——————– 32
شکل(3-4) وابستگی طول انتشار و تحدید به ضخامت لایه مرکزی برای ساختارهای IMI و MIM– 33
شکل(3-5) طول انتشار ساختارهای IMI و MIM و تک رابط بر حسب ضخامت لایه دی الکتریک- 34
شکل(3-6) ساختارهای مختلف مبتنی بر موجبرهای SPP——————————- 36
شکل(4-1) رابط فلز-دی الکتریک-ب- شدت توزیع و مؤلفه های میدان الکترومغناطیسی SPP—- 39
شکل(4-2) نمایش روابط جدول(4-1) برای پلاریتون های پلاسمون سطحی—————– 45
شکل(4-3) عدم تطبیق فاز بین عدد موج نور در فضای آزاد و SPP———————— 50
شکل(5-1) فیلترهای آبشاری برای فرکانس های 50 گیگا هرتز، سیستم های WDM باند C و L—– 53
شکل(5-2) فیلتر WDM فیلم نازک———————————————- 54
شکل(5-3) ساختار پایه رزوناتور(FP) Fabry-Perot ——————————- 55
شکل(5-4) رابطه بین انعکاس موج نور و خروجی میدان در رزوناتور FP——————– 56
شکل(5-5) طیف انتقال یک رینگ رزوناتور غیر خطی در طول موج 1550 نانومتر————– 58
شکل(5-6) یک مبدل ستونی-سطری N:M به عنوان AWG—————————– 58
شکل(5-7) فیلتر FBG——————————————————- 60
شکل(5-8) یک TFF با زیر لایه فعال——————————————– 62
شکل(6-1) موجبر سه لایه MIM———————————————– 65
شکل(6-2) موجبر لوحه ای سه لایه———————————————- 69
شکل(6-3) موجبر سه بعدی فلز-دی الکتریک-فلز. ب: پراش موجبر———————– 70
شکل(6-4) نانو فیلتر MIM پلاسمونیکی. ب:مدار معادل بر حسب خط انتقال. ج: بر حسب المان های پارازیتیک 72
شکل(6-5) مدار معادل موجبر. ب: نقطه اتصال دو موجبر متقارن ————————- 75
شکل(6-6) ساختار اول نانوفیلتر پایین گذر پلاسمونیکی——————————– 79
شکل(6-7) ساختار سه بعدی مش بندی شده—————————————- 79
شکل(6-8) طیف انتقال و انعکاس فیلتر بر حسب فرکانس. ب: بر حسب طول موج————- 80
شکل(6-9) طیف انتقال و انعکاس نانو فیلتر بر حسب توان—————————— 82
شکل(6-10) طیف تلف جذب در فیلتر——————————————- 83
شکل(6-11) اندازه میدان الکتریکی در طول موج 1310 نانومتر————————— 83
شکل(6-12) طیف انتقال فیلتر بر حسب ضخامت های مختلف D————————- 84
شکل(6-13) ساختار دوم نانوفیلتر پایین گذر پلاسمونیکی——————————- 85
شکل(6-14) ساختار سه بعدی مش بندی شده————————————— 86
شکل(6-15) طیف انتقال و انعکاس فیلتر بر حسب فرکانس. ب: بر حسب طول موج———— 87
شکل(6-16) طیف انتقال و انعکاس نانو فیلتر بر حسب توان—————————– 88
شکل(6-17) طیف تلف جذب در فیلتر——————————————- 89
شکل(6-18) اندازه میدان الکتریکی و مغناطیسی با مش بندی سطحی در طول موج 1550 نانومتر—- 90
س |
