طراحی و تحلیل گیت های منطقی نوری مبتنی بر اثرات میدان نزدیک نوری برای کار در دمای اتاق

پایان نامه
چکیده

استفاده از افزاره های فوتونیکی در سیستم های مخابراتی از سه دهه پیش آغاز شده و تا به امروز روند رو به رشدی را طی کرده است و پیش بینی می شود تا سال 2015، نرخ انتقال داده ها به 40 ترا بیت بر ثانیه برسد. اما در سال های اخیر پیشرفت افزاره های فوتونیکی با محدودیت پراش نور مواجه شده است. این محدودیت امکان کوچکتر شدن افزاره های فوتونیکی از محدوده ی شکست نور را از بین می برد. با توجه به این محدودیت امکان دستیابی به نرخ انتقال داده های مورد نظر با افزاره های فوتونیکی فعلی وجود ندارد. بدین منظور جهت غلبه بر این محدودیت، پیشنهاد استفاده از افزاره های نانوفوتونیکی با استفاده از برهم کنش میدان نزدیک نوری بین نقاط کوانتومی مجاور مطرح شد. این افزاره ها با استفاده از کنترل انتقال انرژی برانگیخته و میرا شدن آن در اثر واهلش بین ترازهای انرژی اکسیتون در نقاط کوانتومی عمل می کنند. یکی از کاربرد های علم نانوفوتونیک استفاده از آنها در طراحی و ساخت گیت ها و سویچ های نوری جهت استفاده در مخابرات تمام نوری می باشد که سویچ های نانوفوتونیکی امکان بهره برداری از مزایای افزاره های نانوفوتونیکی از جمله سرعت انتقال بالا، اندازه ی کوچک و توان مصرفی پایین را برای سیستم های مخابراتی تمام نوری فراهم می کند. در این پایاننامه، در فصل اول، به بیان مفاهیم نظری، مکانیسم میدان نزدیک نوری و مقایسه ی آن با امواج میرا شونده ی متداول می پردازیم. در این راستا به معرفی و بررسی کارکرد و رفتار زمانی گیت های نانوفوتونیکی پرداخته و مزیت آنها نسبت به سایر گیت های فوتونیکی متداول بیان می شود. در فصل دوم، به بیان معادلات حاکم بر عملکرد گیت های نانوفوتونیکی و ترازهای انرژی اکسیتون در نقاط کوانتومی می پردازیم و معادلات را برای بدست آوردن تابع پوش حل می کنیم و به بیان دینامیک حالت های کوانتومی یک اکسیتون و دو اکسیتون محبوس در نقاط کوانتومی مجاور بر اساس روش عملگر چگالی و ماتریس چگالی رفتار زمانی انتقال انرژی تحریک و میرایی انرژی ناشی از واهلش اکسیتون می پردازیم. در انتهای فصل دوم نیز کارکرد گیت های نانوفوتونیکی and و not را تشریح کرده و به شبیه سازی معادلات نرخ و رفتار زمانی آنها می پردازیم و نمونه ای از گیت نانوفوتونیکی and را که برای کار در دمای اتاق توسط گروه اوتسو ساخته شده معرفی می کنیم و به بررسی عملکرد آن می پردازیم. در فصل سوم، طرح پیشنهادی جهت طراحی ادوات پیچیده تر ازجمله گیت and سه ورودی و افزاره ی متشکل از گیت and و or بر مبنای نور میدان نزدیک را با استفاده از نقاط کوانتومی cucl تشریح کرده و به شبیه سازی عملکرد آنها در دمای پایین پرداخته ایم. سپس به حل معادلات نرخ حاکم بر آنها پرداخته و احتمال حضور اکسیتون در هر یک از ترازهای انرژی نقاط کوانتومی را به دست آورده ایم و در انتها عملکرد همان ادوات پیشنهادی را در دمای اتاق با استفاده از نقاط کوانتومی gan مورد بررسی قرار داده ایم. در مرحله ی پایانی نیز به بررسی مزایای طرح های مطرح شده پرداخته ایم.

منابع مشابه

تحلیل و طراحی یک سوئیچ تمام نوری مبتنی بر بلورهای نوری به منظور استفاده در گیت های منطقی

بلورهای نوری محیطی با خواص نوری متناوب هستند که از لایه های مواد دی الکتریک متناوب به صورت یک، دو و یا سه بعدی تشکیل شده اند. یکی از خواص مهم این ساختارها، کنترل عبور نور به علت وجود باند ممنوعه نوری و نیز وجود نقص هایی در آن ها است. نقص در بلورهای نوری در اثر تغییراتی در ساختار دی الکتریک های بلور است که خود می تواند یک، دو و یا سه بعدی باشد. اگر در بلورهای نوری نمودار فرکانس بر حسب بردار مو...

15 صفحه اول

طراحی و شبیه سازی گیت های منطقی تمام نوری

در این پایان نامه، ساختارهایی برای طراحی و پیاده سازی گیت های منطقی تمام نوری بر مبنای بلورهای فوتونی ارائه شده است. ساختار بلور فوتونی، از شبکه ی مربعی دوبعدی از میله های دی الکتریک در بستر هوا، تشکیل شده است. میله ها از دو ماده ی ایندیم فسفاید (inp) و ترکیب خاصی از شیشه های کالکوجناید (chalcogenide glasses) تشکیل شده است. این دو ماده، ضریب شکست یکسانی دارند، اما ضرایب اثر غیرخطی آن ها متفاوت ...

طراحی گیت های منطقی تمام نوری با استفاده از تقویت کننده های نیمه هادی نوری (soas)

اخیراً پردازش سیگنال تمام نوری با سرعت زیاد توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. این امر برای غلبه بر محدودیت های پردازش سیگنال الکتریکی است. در حوزه مدارهای منطقی تمام نوری تحقیقات زیادی انجام شده و گیت های بولین نوری متعددی هم طراحی گردیده است. از میان طراحی های انجام شده گیت های منطقی که بر اساس soa طراحی و ساخته شده اند، بر سایر طراحی ها برتری دارند زیرا زمان تأخیر در پردازش آن ها کوتاه، سطح...

تحلیل و شبیه سازی گیت های منطقی تمام نوری بر پایه کریستال فوتونی

گیت های منطقی از المان های اصلی در پردازش داده هستند. سرعت عملکرد گیت های منطقی تأثیر بسزایی در عملیات پردازش داده دارد. رویکرد جدید استفاده از گیت های منطقی اپتیکی و فوتونیکی است که باعث افزایش چشمگیر سرعت و پهنای باند خواهد شد. در این پایان نامه ساختارهایی برای گیت های منطقی کریستال فوتونی غیرخطی دوبعدی با شبکه های مربعی و مثلثی پیشنهاد شده است. در تمام ساختارها موجی با قطبش tm به ساختار اعما...

طراحی واتافتگرهای مبتنی بر بلورهای فوتونی با قابلیت تواناسازی مناسب برای سامانه‌های مخابرات نوری

در این مقاله روشی برای فعال کردن یک واتافتگر مبتنی بر بلور فوتونی دوبعدی پیشنهاد شده است. ساختار استفاده‌شده در این مقاله از میله‌های استوانه‌ای ماده عایق الکتریک در بستری از هوا با شبکه مربعی تشکیل شده است. برای این منظور ابتدا یک واتافتگر با ساز و کار طول‌موج‌گزینی متشکل از یک نقص تشدید ارائه شده و سپس ساختار تواناساز پیشنهادی روی آن پیاده شده است. برای رسیدن به این هدف از ترکیب مخرب دو پرتو ...

متن کامل

طراحی و مدل سازی نانو روتر نوری بر مبنای میدان نزدیک نوری

استفاده از افزاره های فوتونیکی در سیستم های مخابراتی از سه دهه پیش آغاز شده و تا به امروز روند رو به رشدی را طی کرده است و پیشبینی می شود تا سال 2015، نرخ انتقال داده ها به 10 ترا بیت بر ثانیه برسد. اما در سال های اخیر پیشرفت افزاره های فوتونیکی با محدودیت پراش نور مواجه شده است. این محدودیت امکان کوچکتر شدن افزاره های فوتونیکی از محدوده شکست نور را از بین می بود. با توجه به این محدودیت امکان د...

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی فناوریهای نوین

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023