مطالعه و شبیه سازی سوئیچ های کاملا نوری کریستال فوتونی

بلورهای فوتونی، آرایه های متناوبی از مواد دی الکتریک با ضرایب شکست متفاوت هستند. یکی از مهم ترین ویژگی های بلور فوتونی، وجود نواحی فرکانسی است که هیچ مد نوری اجازه عبور و انتشار در آن ناحیه را ندارد. این خاصیت بلورهای فوتونی موجب می شود که از آن ها برای کنترل و هدایت نور در مدارهای مجتمع نوری استفاده گردد. در این پایان نامه، بلورهای فوتونی دوبعدی که دارای شبکه مربعی و مثلثی متشکل از میله های دایره ای شکل، از جنس گالیم-آرسناید (gaas) در زمینه هوا هستند، مورد مطالعه قرار گرفته اند. همچنین میدان های الکتریکی و مغناطیسی از طریق روش تفاضل محدود در حوزه زمان محاسبه شده اند و نمودارهای پاشندگی به روش بسط امواج تخت به دست آمده اند. در شبیه سازی های انجام شده، سوئیچ زنی تمام نوری بر روی ساختارهای بلور فوتونی با دو موجبر عمود بر هم و جداکننده نوری بررسی شده اند که عملکرد این ابزارها بر اساس ایجاد نقص در بلور فوتونی، تحت اثر غیرخطیت کِر می باشد. بعلاوه، تأثیر عیوب نقطه ای در اطراف کاواک در ساختار دو موجبر عمود بر هم بررسی و نشان داده شد که با افزایش تعداد میله های اطراف کاواک، نسبت توان خروجی حالت روشن به حالت خاموش افزایش می یابد. همچنین، جداکننده نوری قابل تنظیم طراحی شد که هر شاخه دارای فرکانس تشدید مختص خود می باشد بنابراین هر یک از این شاخه ها فرکانس تشدید مربوط به خود را عبور خواهد داد. در حالیکه در طراحی های قبلی فرکانس تشدید هر شاخه یکسان بوده و توان خروجی به طور مساوی بین دو شاخه تقسیم می شد.