طراحی مبدل آنالوگ به دیجیتال مبتنی بر تشدیدگرهای حلقوی بلور فوتونی

در این تحقیق، روشی نوین برای طراحی تشدیدگرهای تمام حلقوی و تشدیدگرهای میدان مسابقه مبتنی بر بلور فوتونی ارایه شده است. سپس کاربرد این تشدیدگرها در فیلترهای تمام نوری، مانند فیلتر کامل فرود، فیلتر فرود-فزون و فیلتر میان گذر بررسی شده است و درادامه با کمک تشدیدگرهای حلقوی میدان مسابقه تکی و دوتایی طراحی شده، دو نمونه مبدل آنالوگ به دیجیتال تمام نوری دو بیتی با چهار حالت منطقی 00، 01، 10 و 11که شرایط تبدیل دو بیتی را فراهم می کند، طراحی شده است. این مبدل ها بسیار پهن باند، با تعداد بیت کافی و قابلیت پیاده سازی بالا هستند. تشدیدگرهای حلقوی برای تقسیم خطی توان نور ورودی به نسبت های مورد نظر (50%، 25% و 5/12% ) که متناسب با یک سطح آستانه از پیش تعریف شذه است، مورد استفاده قرار می گیرد. سیگنالهای قوی انرژی کافی برای آشکار شدن در تمام طول موجبر را دارند، اما به تدریج هر چه از قدرت سیگنال کاسته می شود، امکان آشکار سازی آن نیز دشوار می گردد و بنابراین حالت منطقی سیگنال از یک به صفر تبدیل می شود. بلور فوتونی انتخاب شده برای پیاده سازی این مبدل ها دارای شبکه مربعی با میله های سیلیکونی با ضریب شکست 47/3 است. جنس محیط اطراف میله ها نیز هوا و نسبت پرشدگی شبکه نیز 17/0 r/a= انتخاب شده است. برای محاسبه ساختار باند از روش بسط امواج تخت (pwe) و برای شبیه سازی چگونگی انتشار نور در محیط بلور فوتونی از روش تفاضل محدود در زمان دو بعدی (2-d fdtd) استفاده شده است.