شماره راهنما :
1394 دكتري
پديد آورنده :
طاهري، مهدي
عنوان :
كاربرد قطعات بلورهاي فوتوني غيرخطي در شكل‌دهنده‌هاي باريكه نوري
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
بيست ويك ، 132ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مسعود عمومي
توصيفگر ها :
شكلدهنده باريكه نوري , تأخير دهنده‌هاي نوري , بلور فوتوني , سوده ماخ-زندر , فيلتر بلور فوتوني
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/03/21
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/03/21
چكيده فارسي :
چکیده استفاده از آنتنهای RF با بهره باال و حساس به جهت برای دریافت سیگنال در کاربردهایی مانند خدمات هوانوردی به مسافران هوایی استفاده از تلسکوپ رادیویی ارتباطات ماهوارهای ارتباطات بیسیم ستارهشناسی رادیویی ردیابی هدف و غیره بهعنوان بخشی از کاربردهای سیستمهای رادیویی ضروری است راهحل مرسوم استفاده از آنتنهای بشقابی حساس به جهت میباشد که دقت تنظیم و سرعت آن توسط حرکتهای مکانیکی محدود میشود در کاربردهای ذکرشده بهجای استفاده از آنتنهای بشقابی یک جایگزین مناسب به نام آنتن آرایهفازی مورد استفاده قرار میگیرد در این نوع آنتنها با تغییر دامنه و فاز تغذیه باریکه اصلی آنتن بدون هرگونه دخالت مکانیکی به سمت هدف هدایت میشود شکلدهندههای باریکه نوری از متداولترین افزارهها در تغذیه آنتنهای آرایه فازی هستند در شکلدهی باریکه نوری نور منبع بعد از ورود به سیستم توسط شکافنده نوری تقسیمشده و وارد کانالهای OBFN میشود سپس متناسب با نیاز ترکیب نوری همدوس انجامشده تا سیگنال رادیویی مورد نظر به دست آید در شکلدهی باریکه نوری محدودیتهایی از قبیل پهنای باند و قابلیت مجتمع سازی وجود دارد برای غلبه بر این مشکالت در تحقیقات گذشته روشهای مختلفی از قبیل استفاده از تأخیر مبتنی بر تشدیدکننده حلقوی نوری به دلیل مزایایی از قبیل پهنای باند وسیع و قابلیت کوکپذیری پیوسته استفاده شده است بااینوجود مشکالت مجتمع سازی شکلدهندههای باریکه نوری به دلیل ابعاد بزرگ قطعات استفاده شده در آنها همچنان باقی است یک سیستم OBFN دارای زیرساختهای مبتنی بر افزارههای نوری مانند شکافندهها ترکیبکنندهها خمها مسیرهای تأخیر نور تغییردهندههای فاز سودهها موجبرها فیلترها و ساختار ماخ زندر میباشد با ظهور بلورهای فوتونی و با تکیهبر خواص فوقالعاده آنها در کنترل و هدایت نور پیادهسازی این افزاره در کوچکترین اندازه تلفات پایین پاشندگی کم و قابلیت مجتمعسازی بر روی بستر SOI مورد توجه قرارگرفته است طراحی ساخت و بهینهسازی خطوط تأخیر نوری با استفاده از قابلیت غیرخطی اثر نور بر محیط و پدیده نورکند یکی دیگر از قابلیتهای استفاده از بلورهای فوتونی است که میتواند در ساختارهای پیشنهادی مبتنی بر بلورهای فوتونی ارائه شود بلورهای فوتونی با توجه به ویژگیهای منحصربهفردی که در کنترل حالتهای انتشار فوتونها از خود نشان میدهند نامزد نویدبخشی برای مطالعه افزارهها و تراشههای فوتونی یکپارچه به شمار میروند بلورهای فوتونی غیرخطی که به کمک مواد نوری غیرخطی از مرتبه سوم ساخته میشوند پایههای اساسی نسل جدیدی از افزارههای نوری هستند در افزارههای بلور فوتونی غیرخطی از قبیل سودهها جفتگرها و خطوط تأخیر از ویژگی اثر نورکند استفاده میشود که عالوه بر حفظ اندازه فیزیکی کوچک افزاره دستیابی به سودهی نوری در بازه وسیعی از فرکانس را فراهم میآورند در این تحقیق ساختارهای موجود در شکلدهندههای باریکه نوری با استفاده از بلورهای فوتونی غیرخطی طراحی و شبیهسازی شدهاند در سوده تمام نوری ماخ زندر از ماده غیرخطی PTS استفاده شده است که با ایجاد تغییرفاز دریکی از بازوهای ماخ زندر ناشی از شدت نور و ماده غیرخطی عملیات سودهی را انجام میدهد خطوط تأخیر بلور فوتونی غیرخطی با استفاده از موجبرهای بلور فوتونی با شبکه مستطیلی و مثلثی طراحیشدهاند که استفاده از ماده غیرخطی PTS باعث کند شدن سرعت نور و کوچکتر شدن ابعاد خط تأخیر شده است همچنین فیلترهای انتخاب طولموج منطبق با این ساختارها طراحیشده که در مجتمع سازی قطعات بسیار مفید است عالوه بر این با استفاده از قطعات طراحی شده یک شبکه شکلدهی باریکه نوری 4 1 مورد بررسی قرار گرفته است کلمات کلیدی شکلدهنده باریکه نوری تأخیر دهندههای نوری بلور فوتونی سوده ماخ زندر فیلتر بلور فوتونی
چكيده انگليسي :
Application of Nonlinear Photonic Crystal Devices in Optical Beam Forming Mahdi Taheri m taheri@ec iut ac ir November 29 2018 Department of electrical and computer engineering Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan Iran Supervisor Masood Omoomi omoomi@cc iut ac ir Advisor Abolghasem Z Nejad zeydabadi@cc iut ac ir Department Graduate Program Coordinator Gholamreza Yusefi Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan IranAbstractAn OBFN system has an infrastructure based on optical devices such as splitters combiners bends delay lines phase shifters switches waveguides filters and Mach Zehnder structure In the opticalbeam forming networks there are limitations such as bandwidth and integration capability There arevarious methods to overcome these problems for example using the optical ring resonators due to theiradvantages such as broad bandwidth and continuous tunability In this research the main focus is on thedesign and analysis of OBFN devices using photonic crystals By using the PTS nonlinear material wehave proposed meandering delay line structures switches bends filters splitters combiners and etc innonlinear photonic crystals to make OBFN devices PTS shows a large nonlinear refractive index in theKerr s effect therefore it exhibits slow light phenomenon in the PTS based devices interacting withincident light In the otherwise the PTS material provides slow light propagation in the waveguideconsequently confines propagating light when it travels through a meandering path Keywords Optical Beam Forming Delay Line Photonic Crystals PCs Mach Zehnder FilterIntroductionPhased array antennas play an important role in multifunctional radars and high throughputwireless communications In a phased array antenna the beam forming network is one of thekey components Thanks to inherent advantages brought by the photonic technology such assmall size low weight large bandwidth low transmission loss high tunability and immunityto electromagnetic interference it is of great interest to implement the beam forming networkin the optical domain Previously a lot of efforts have been devoted to the development of theoptical beamforming network OBFN 1 PC is a medium wherein the refractive index changes periodically consequently it possesses aposition dependent refractive index Hence photons in a PC medium experience a periodicbehavior when they pass through it Similarly in a semiconductor electrons experience aperiodic potential because of the crystalline structure This periodic potential allows electronsto occupy particular energies leading to the formation of an electronic bandgap in the banddiagram of a semiconductor Accordingly the periodic refractive index in a PC creates aphotonic bandgap PBG forbidding the propagation of certain photons depending on theirwavelength A PC waveguide PCW is formed via the creation of a linear defect in its structure
استاد راهنما :
مسعود عمومي
