تحلیل و طراحی یک موجبر پلاسمون پلاریتون سطحی هایبرید

مدارهای نوری توانایی انتقال اطلاعات با سرعتی بسیار بیشتر از مدارهای الکترونیکی معمولی را دارا می باشند. با این وجود، به علت وجود پدیده حد تفرق نور در مدارات و دستگاه های نوری، کوچک سازی و مجتمع سازی آن ها با مشکل جدی روبه رو شده است. یک راه حل برای رفع این مشکل، بکارگیری سیستم های پلاسمونیکی به منظور هدایت سیگنال ها در فرکانس های نوری می باشد. ادوات پلاسمونیکی در حالت کلی از عایق ها و فلزات نادر، که سطح مشترکشان توانایی محدود کردن امواج پلاسمون پلاریتون سطحی را دارا می باشند، تشکیل شده است. این امواج به دلیل ماهیت سطحی بودن خود، فارغ از اثر حد تفرق در موجبرهای نوری معمولی می باشند. موجبرها و دستگاه های پلاسمونیکی از گزینه های اصلی دستیابی به نسل بعدی مدارهای مجتمع نوری با فشردگی قابل توجه نسبت نمونه مشابه الکترونیکی خود، می باشند. تا به امروز انواع مختلفی از موجبرهای پلاسمونیکی با قابلیت دستیابی به مدارهای مجتمع نوری بسیار فشرده ارئه شده است، که در میان آن ها، موجبرهای پلاسمونیک هایبرید به دلیل دو مشخصه خوبی که به طور همزمان در ساختار خود دارند، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند، یعنی، طول انتشار بلند و تحدیدشدگی مودی به طور عالی. در این پایان نامه ، نوع جدیدی از موجبرهای پلاسمونیکی هایبرید ارائه می شود، و به صورت تحلیلی و شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار می گیرد. در موجبر پیشنهادی، از یک موجبر دی الکتریک معمولی که بر روی قرص soi قرار دارد، استفاده شده است. همچنین ا ز یک لایه فلزی بر روی قسمت سیلیکنی این موجبر به منظور بهره مندی از امواج پلاسمون پلاریتون سطحی ایجاد شده در سطح آن نیز استفاده شده است. همان گونه که در نتایج نیز آمده است، موجبر پیشنهادی توانایی تحدید کردن نور درفاصله هوایی مابین دو موجبر را تا حد 0.006 حد پدیده تفرق نور و نیز طول انتشاری در رنج میلی متر به طور همزمان را دارا می باشد. در این پایان نامه، همچنین میزان دقیق بودن فرآیند ساخت موجبر ارائه شده، مورد بررسی قرار می گیرد و مشخص می شود که موجبر طراحی شده به رغم خصوصیات عالی خود، حساسیت زیادی به ناهمواری های ایجاد شده در هنگام ساخت را ندارد. در نهایت نیز بر مبنای موجبر پیشنهاد شده، یک نمونه کارآمد از کوپلرهای جهتی ارائه و بر اساس طول کوپلینگ و ضریب کوپلاژ مورد بررسی قرار می گیرد.