طراحی موجبر بلور فوتونی کاربردی در چرخشده های اپتیکی مجتمع

چکیده در این پایان نامه تلاش شده است که بر روی یک قطعه مجتمع بسیار مهم به نام چرخشده نوری (optical circulator) که در مخابرات تار نوری کاربرد دارد پژوهش نظری انجام شود. بعد از مرور کاربرد های این قطعه و تشریح فیزیکی نحوه ی عملکرد آن به مرور مفاهیم پایه برای طراحی یک نمونه از این قطعات خواهیم پرداخت. مفاهیم اساسی مورد استفاده در این پایان نامه شامل مگنتواپتیک و بلورهای فوتونی هستند. در مگنتواپتیک از اثر بی بازگشتی نور و هندسه های مختلف بر همکنش نور با ماده صحبت خواهد شد و در بلورهای نوری نیز از مفهوم گاف نوری و حالت نقص نقطه ای و خطی استفاده خواهد شد. ساختار چرخشده مورد نظر از یک کاواک نوری و سه موجبر تک مد به عنوان درگاه های ورودی و خروجی نور تشکیل میشود. به منظور طراحی این قطعه، در ابتدا از روش نظریه ی جفت شدگی مدی زمانی استفاده خواهد شد، که به بررسی نحوه ی جفت شدگی نور بین کاواک و درگاههای نوری می پردازد. در گام اول مسئله برای حالت عمومی حل خواهد شد و سپس به مسئله ی مورد نظر ما تخصیص داده خواهد شد.سپس با استفاده از پارامترهای بلورهای نوری به طراحی کاواک و موجبر خواهیم پرداخت، که در آن یک شبکه ی مثلثی از حفره های هوا در گارنت بیسموت آهن (bi:yig یا big) را به کار خواهیم گرفت. با بررسی نحوه ی جفت شدگی مدهای کاواک به یک الگوی مطلوب برای طرح دادن به حوزه های مغناطیسی ماده ی big دست خواهیم یافت و سپس با انجام شبیه سازی توسط نرم افزار optifdtd محاسبات نظریه را انجام خواهیم داد.