این پایان نامه به مقایسه ضریب تزویج خط مایکرواستریپ تزویجی عادی با خط مایکرواستریپ تزویجی با زیر پایه کایرال می پردازد. روابط ماکسول برای زیر پایه کایرال با اضافه کردن یک ترم جدید به روابط اصلاح می شود. این تغییرات میدان های الکتریکی و مغناطیسی روی استریپ دوم را نسبت به خط مایکرواستریپ عادی افزایش می دهد. این افزایش کاملا" چشمگیر است و در بعضی از موارد تا 9 برابر مقدار اولیه نیز می رسد. همچنین، افزایش میدانها منجر به افزایش تزویج خط مایکرواستریپ می شود. بعلت وجود اثر کایرالیتی، معادلات دیفرانسیل جزیی به معادلات دیفرانسیل جزیی تزویجی تبدیل می شود که با یک نرم افزار قوی قابل حل می باشد. به منظور حل و تحلیل این معادلات یکی از این نرم افزار ها، نرم افزار comsol multiphysics می باشد. ما همچنین بطور تحلیلی sdgf را در فرم بسته ماتریس انتقال 4×4 بدست آوردیم که آن به میدان های الکترومغناطیسی متقاطع بالا و پایین مرز زیر پایه کایرال وابسته است. این حقیقت در افزایش سرعت شبیه سازی نکته کلیدی می باشد.

مدولاتورها و سویچ های تمام نوری از مهمترین قطعات نوری در سیستم های مخابرات نوری محسوب می شوند که امکان کنترل مشخصات سیگنال نوری را با استفاده از یک موج نوری دیگر در مقیاس بسیار کوچک و سرعت بالا فراهم می نمایند. در سال های اخیر روش های متنوعی به منظور پیاده سازی این قطعات پیشنهاد شده است که در آن ها مشخصات انتشاری قطعه نوری با استفاده از مواد غیرخطی نوری مدوله می گردد. از سوی دیگر، کریستال فوتونی انتخاب مناسبی برای طراحی و ساخت مدارات مجتمع نوری محسوب می گردند. این قطعات به صورت ساختارهای متناوب از مواد دی الکتریک ویژگی های نوری خاصی از جمله باند ممنوعه ی فوتونی قابل تنظیم را دارا می باشند. ویژگی نور کند در قطعات موجبر کریستال فوتونی بعنوان راهکاری برای افزایش تعامل نور و ماده شناخته شده و امکان پیاده سازی قطعات نوری غیرخطی را در مقیاس کوچک و توان نوری کم به خوبی فراهم می آورد. در این پایان نامه دو ساختار کریستال فوتونی به منظور پیاده سازی مدولاسیون دامنه سیگنال نوری طراحی و شبیه سازی شده است. در قطعه ی اول، امکان پیاده سازی مدولاسیون فاز نور در موجبرهای کریستال فوتونی با اثر غیرخطی مرتبه ی سوم (اثر kerr) بررسی گردیده است. سپس با اعمال اثر kerr برروی یکی از بازوهای ساختار تداخلی ماخ – زندر، اطلاعات برروی فاز سیگنال نوری قرار گرفته است. در ادامه از جابه جایی فاز متناظر با اطلاعات به منظور مدوله نمودن دامنه سیگنال نوری بهره گرفته شده است. در پایان یک مدولاتور دامنه نوری بر اساس مدل ذکر شده برای عملکرد در طول موج سیگنال نوری mµ 1/55 شبیه سازی و تحلیل شده است. برای تغییر ضریب انکسار 5/0=n? در بازوی غیرخطی طول مدولاتور دامنه ی نور mµ 68/5 بدست آمده است. نسبت جداسازی سیگنال های نوری در درگاه خروجی به ازای بیشترین و کمـترین (0=n?) مقدار تغییر ضریب انکسار در موجبـر غیر خطـی به اندازه ی db 59/6 بدست آمده است. در قطعه ی دوم علاوه بر یک کوپلر جهتدار کریستال فوتونی یک مسیر موجبری جداگانه ای با اثر kerr به منظور هدایت سیگنال کنترلی ارائه شده است. با انتشار سیگنال کنترلی در موجبر غیرخطی واقع در بین موجبرهای کوپلر جهتدار، مشخصه ی ضریب انکسار ناحیه ی کوپلینگ تغییر می یابد. با تغییر ضریب انکسار ناحیه ی موجبر کنترلی مودهای انتشاری جابه جا می شوند. بر اساس مودهای جابه جا شده مقادیر مناسب برای طول ناحیه ی کوپلینگ و توان سیگنال کنترلی به منظور پیاده سازی مدولاتور تمام نوری تخمین زده می شود. در نهایت یک مدولاتور کوپلر جهتدار کریستال فوتـونی برای عملکــرد در طول مـوج سیگــنال نوری mµ 1/55 و سیگنال کنترلی با طول موج mµ 1/3 پیشنهاد و شبیه سازی شده است. با فرض بیشـینه ی تغییرات ضریب انکسـار به مـیزان 1/0=n? طـول ناحـیه ی کوپلینگ به اندازه ی mµ 94/5 محاسبه شده است. نسبت جداسـازی سیگـنال نوری در پورت خروجی کوپلر جهتدار برای حالات روشـن و خامـوش به مقدار db67 بدست آمده است. در نهایت عملکرد ساختار پیشنهادی بعنوان یک مدولاتور دامنه نشان داده شده است

در این پایان نامه مدولاسیون فاز نور با استفاده از موجبرهای کریستال فوتونی بر مبنای خاصیت غیرخطی بررسی گردیده است. درابتدا کریستال های فوتونی به عنوان یک کلاس جدید از محیط های اپتیکی معرفی و نحوه تشکیل یک موجبر با ایجاد نقص خطی در این ساختارها بیان شده است. انتشار نور با فرکانسهای محدوده ی باند ممنوعه ی فوتونی نیز نمایش داده شده است. سپس در مورد اثر نور کند بعنوان یکی از قابلیت های موجبرهای کریستال فوتونی و نقش آن در کوچک کردن ابعاد ادوات اپتیکی مانند مدولاتورهای مبتنی بر خواص غیرخطی بحث شده است. علاوه بر این، بر مبنای اثر نور کند کاهش شدت سیگنال نوری جهت مدولاسیون فاز صورت گرفته است. به منظور طراحی موجبرهای کریستال فوتونی و انتخاب نقطه کار مناسب با حداقل پراکندگی سرعت گروه، نمودار پاشندگی آنها بررسی شده است. پس از معرفی اثرغیرخطی مرتبه سوم )اثر kerr) و نقش آن در تغییر ضریب شکست ماده، از این اثر در موجبرهای طراحی شده جهت انجام مدولاسیون فاز نور استفاده شده است. علاوه برتحلیل و شبیه سازی دو مدولاتورموجبر کریستال فوتونی، یک مدولاتور موجبر جدید با اثر نور کند قوی تر نیز پیشنهاد شده است. مشاهده شده است که اثر نور کند در موجبرهای کریستال فوتونی، باعث کاهش طول و شدت نور مورد نیاز جهت مدولاسیون می شود؛ اما این مزایا به قیمت کاهش پهنای باند قابل دسترس میباشند. در نهایت، تحلیل زمانی موجبرهای کریستال فوتونی توسط روش اختلاف محدود حوزه ی زمان (fdtd) انجام شده و شیفت فازهای مختلف پالس های نوری با دامنه های متفاوت نمایش داده شده است. همچنین ضریب گروه، طول مورد نیاز برای شیفت فاز ?، شدت نور لازم و پهنای باند قابل دسترس سه مدولاتور موجبر کریستال فوتونی شبیه سازی شده، با هم مقایسه شده اند.

طراحی و ساخت لامپ های موج رونده، بدون تحلیل دقیق، معمولاً در عمل منجر به پاسخی مطلوب نخواهد شد. روش های طراحی غالباً با فرض سیگنال کوچک انجام می گیرد که برای پیش بینی عملکرد سیگنال بزرگ مناسب نمی باشند؛ از طرفی، استفاده از روش سعی و خطا برای بهبود عملکرد نهایی و ساخت لامپ بسیار پر هزینه می باشد. لذا ابزار شبیه سازی برمبنای تئوری های سیگنال بزرگ جهت پیش بینی عملکرد و کاهش هزینه، بسیار مفید خواهند بود. در این پایان نامه، به تحلیل سیگنال بزرگ لامپ موج رونده با حفره های تزویج شده(coupled-cavity) پرداخته می شود. این تحلیل به صورت حفره به حفره و اساساً با فرض یک بعدی بودن حرکت الکترون ها انجام می گیرد. در این تحلیل، پرتوی ورودی در هر تناوب rf به تعدادی دیسک های باردار یکسان و هر حفره در راستای طولی لامپ، به قسمت های مساوی تقسیم شده اند. در این روش، در هر حفره از پله های مکانی استفاده شده و از معادله حرکت در هر حفره در طول پله های مکانی انتگرال گیری می شود. از نرم افزار cst جهت به دست آوردن مشخصات تست سرد لام پ بهره گرفته شده است. در نهایت عملکرد این لامپ توسط نرم افزار ارائه شده در این پایان نامه که در محیط matlab نوشته شده، شبیه سازی گردیده است.

پلاسمون پلاریتون های سطحی (spp)، نوسانات کوانتیزه چگالی بارهایی هستند که در اثر تزویج فوتون ها به الکترون های آزاد فلز در مرز بین فلز با دی الکتریک، ایجاد می شوند. در دهه های اخیر، تحقیقات عملی و تئوری زیادی در زمینه انتقال نور غیر عادی از آرایه ای از حفره های در ابعاد نانو بر روی یک فیلم فلزی و ساختارهای توری فلزی در حد نانو، انجام گرفته است. امروزه استفاده از sppها برای افزایش جذب نور با استفاده از روزنه زیر طول موجی و توری های نانو در ساختارهای فتوولتاییک، بسیار مورد توجه است. آشکارساز نوری فلز-نیمه هادی-فلز (msm-pd)، ساده ترین ساختار آشکارساز است که نسبت به آشکارسازهای نوری pin و apd استاندار، سرعت بسیار بهتری دارد. سرعت پاسخ msm-pdها در حد چند ده پیکوثانیه است. ضمن آنکه msm-pdها، از نظر تکنولوژی ساخت بسیار سازگارتر هستند و علاوه بر سادگی ساخت، می توان به راحتی آن ها را به همراه تقویت کننده هایی از جمله ترانزیستورهای اثر میدانی مجتمع کرد. هر چند که افزایش سرعت msm-pdها به دلیل بازتاب اتصالات فلزی و انتقال نور بسیار کم از میان فضای بسیار کوچک بین اتصالات می باشد لیکن این پدیده ها حساسیت قطعه را به شدت کاهش می-دهد. هدف از این پایان نامه، بررسی و ارائه ساختار جدیدی از msm-pdها بر پایه ساختارهای هایبرید پلاسمونیک، برای افزایش همزمان سرعت و حساسیت قطعه است. برای انجام این تحقیق از روش تفاضل محدود حوزه زمانی (fdtd) برای شبیه سازی نوری قطعه استفاده می شود. نتایج نشان می دهند که در ساختار پیشنهادی، ضریب جذب بیش از 40 برابر نسبت به ساختار با روزنه زیر طول موجی افزایش می یابد. همچنین، شبیه سازی های الکترونیکی نشان می دهند که در راندمان کوانتومی تا 10 برابر، در جریان الکتریکی تا 2 برابر، و در سرعت قطعه بیش از 20 برابر افزایش نسبت به ساختار با روزنه زیر طول موجی وجود دارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پایان نامه مراحل طراحی، شبیه سازی، ساخت و تست سنسور فشار مبتنی بر لایه نازک pzt، نشان داده شده است. در ابتدا دیافراگمی بصورت چند لایه متشکل از لایه های pt / ti / pzt / pt / ti / sio2 توسط نرم افزار اجزای محدود ansys fe® طراحی و شبیه سازی شده است. سپس مشخصات دینامیکی دیافراگم چند لایه مورد بررسی قرار گرفته و برای عملکرد مطلوب تر سنسور، بهینه شده است. با توجه به این پارامترها، دیافراگم سنسور توسط روش های ریزماشینکاری mems ساخته و بسته بندی شده است. تست سنسور در شرایط آزمایشگاهی اتاق تمیز کلاس 1000، حساسیت ?v.?mbar?^(-1)877/24 و همچنین حساسیت نرمالیزه شده برابر با ppm.?mbar?^(-1)103?948/2 را در بازه mbar 700-0 نشان می دهد.

با توجه به پیشرفت روز افزون ‏‎ic‎‏های دیجیتالی، سالم بودن این قطعات از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. برای تست این قطعات لازم است که ورودهای مناسب به مدار داده شده و خروجی های آنها با خروجی های مطلوب مقایسه شود. الگوریتم های زیادی برای تولید تست وجود دارد که یک دسته از آنها، الگوریتم های ساختاری می باشند. این الگوریتم ها برای تولید بردار تست به ساختار مداری سیستم تحت تست نیاز دارند. در بسیاری از الگوریتم ها از جستجوی بردار تست بروش برگشتی ‏‎(backtrack)‎‏ استفاده می شود. مدت زمان اجرای هر الگوریتم پارامتر مهمی است و یکی از مشخصات آن محسوب می شود و عاملی که باعث کند شدن الگوریتم های می شود، تعداد زیاد برگشت ها می باشد. یکی از راه های کاهش برگشت ها بدست آوردن انتساب های اجباری است. هر چه انتساب های اجباری بیشتری بدست آید، تعداد برگشت ها کمتر شده و سرعت الگوریتم افزایش می یابد. بنابراین اگر تمام انتساب های اجباری بدست آید. هیچ برگشتی نخواهیم داشت. در این پایان نامه از روش یادگیری بازگشتی ‏‎(recursive learning)‎‏ استفاده شده است که تمام انتساب های اجباری را مشخص می کند. به این صورت که الگوریتم، انتساب مقادیر به سیگنال های را حتی تا رسیدن به جواب ادامه می دهد تا تمام انتساب های اجباری برای فعال شدن عیب و انتشار آن به حداقل یکی از خروجی های اولیه بدست آید. بنابراین هیچ برگشتی وجود نخواهد داشت. با این الگوریتم، بردارتست مدارهای ترتیبی نیز بدست می آید که به صورت مجموعه ورودی های متوالی همراه با کلاک می باشد. به منظور پیاده سازی این الگوریتم یک برنامه کامپیوتری به زبان ‏‎c‎‏ نوشته شده است که با اجرای برنامه بر روی تعدادی مدار از جمله ‏‎benchmark c1908‎‏ بهبود در سرعت این الگوریتم را نشان می دهد.