طراحی و پیاده سازی میز نوری سیلیکونی جهت کوپلینگ vcsel و دیود نوری pin به فیبر نوری چند مود

نیاز روز افزون به پهنای باند بیشتر باعث شده است تا تحقیقات وسیعی در زمینه مخابرات نوری صورت گیرد چرا که مخابرات نوری قادر به فراهم سازی پهنای باند بسیار زیادی می باشد. سیستم های مخابرات نوری از لحاظ کانالی که نور در آن منتشر می شود به دو دسته ی هدایت شده (مخابرات فیبر نوری) و هدایت نشده (مخابرات نوری در فضای آزاد) تقسیم می شوند. از مزیت های این سیستم ها می توان به سرعت بالا، هزینه ی مقرون به صرفه ی پیاده سازی، عدم نیاز به مجوز طیف، مخابرات امن، وزن سبک و مصونیت در برابر تداخل های الکترومغناطیسی اشاره کرد. بزرگترین مشکل در تکنولوژی مخابرات نوری در فضای آزاد از کانال انتشارآن ناشی می شود. کانال اتمسفر ناپایدار بوده و ویژگی های آن با تغییر زمان در طول روز، فصل ها و شرایط آب و هوایی تغییر می کند. سیستم های مخابرات فیبر نوری مشکل انتشار در کانال ناپایدار را نداشته اما برای داشتن کارایی بالا، باید کوپلینگ مناسبی بین منبع نوری و فیبر در طرف فرستنده و فیبر و آشکارساز نوری در طرف گیرنده ایجاد شود. در این سیستم ها برای ایجاد کوپلینگ مناسب در طرف فرستنده و گیرنده، میز نوری سیلیکونی مورد استفاده قرار می گیرد. در این پایان نامه، ضمن معرفی کامل سیستم مخابرات فیبر نوری و میز نوری سیلیکونی، یک میز نوری سیلیکونی 6×8×0.5 mm3 شامل 4 شیار v شکل در طرف فرستنده جهت کوپلینگ موازی بین فیبرهای چند مود و آرایه ی چهارتایی لیزر نوع vcsel و همچنین 4 شیار v شکل در طرف گیرنده جهت کوپلینگ موازی بین فیبرهای چند مود وآرایه ی دیود نوری نوع pin طراحی و ساخته شده است. برای بررسی چنین سیستم های نوری دو روش انتشار موج و ردیابی پرتو مورد استفاده قرار می گیرد. باید دقت داشت که روش انتشار موج دقیق تر و پیچیده تر از روش ردیابی پرتو می باشد. از آنجایی که ابعاد فیبر نوری چند مود در برابر طول موج vcsel بسیار بزرگتر می باشد نتایج شبیه سازی با ردیابی پرتو نیز می تواند دقیق باشد. بنابراین با استفاده از روش ردیابی پرتو، سیستم طراحی شده شبیه سازی شده است و میزان کوپلینگ نوری بین vcsel و فیبر در طرف فرستنده و فیبر و دیود نوری در طرف گیرنده با در نظر گرفتن میزان تلرانس های طولی و عرضی و زاویه ای، چرخش فیبر و زاویه ی سر فیبر در هر دو طرف محاسبه شده است و مراحل طراحی و پیاده سازی میز نوری به طور مفصل توضیح داده شده است. در نهایت نیز نتایج حاصل از داده های شبیه سازی شده با نتایج واقعی مورد مقایسه قرار گرفته است.