مدلسازی و شبیه سازی اثر ترمواپتیک در سوئیچ ماخ زندر کریستال فوتونی

کریستال های فوتونی به دلیل فشرده بودن، قابلیت مجتمع سازی، راحتی ساخت، قابلیت مهندسی پارامتری در مدار های مجتمع نانو فوتونیک در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از انجام این پایان نامه کوچک سازی ابعاد سوئیچ ماخ زندر با استفاده از اثر ترمواپتیک است. بدین منظور برنامه ای برای حل معادلات ماکسول برای موج با دو قطبش مغناطیسی و الکتریکی در کریستال فوتونی با استفاده از روش تفاضل متناهی حوزه زمان دو بعدی نوشته شده است. شعاع میله های سیلیکون در ماخ زندر میله ای nm640 بوده و با وارد کردن میله های nm65 در ورودی های تقاطع t شکل انتقال بهبود داده شده است. شعاع حفره های هوا در ماخ زندر حفره ای nm120 است. با وارد کردن دو حفره هوا با شعاع های nm90 و nm 50 به فاصله nm403 از یکدیگر در ورودی تقاطع y شکل توانستیم انتقال از تداخل سنج حفره ای را به 3/90% افزایش دهیم. همچنین با طراحی المان حرارتی و روشی برای حرارت دادن به یک بازوی ماخ زندر توانستیم با استفاده از اثر ترمواپتیک تغییر ضریب شکست لازم برای ایجاد تغییر فاز تقریباً °180 بین خروجی دو بازوی ماخ زندر را ایجاد کنیم. ضخامت المان حرارتی nm430 است. کاهش این ضخامت منجر به کاهش دما می شود.