طراحی مبدل آنالوگ به دیجیتال مبتنی بر بلورهای فوتونی دو بعدی

دو طرح برای رسیدن به این اهداف در این پایان نامه بررسی شده است. در اولین نمونه، مبدل آنالوگ به دیجیتال سه خروجی بر اساس تزویج بین موجبر و تشدیدگر حلقوی طراحی شده است. برای هر تشدیدگر حلقوی، به تنهایی، مقادیر راندمان و ضریب کیفیت به ترتیب 100% و 190 بدست آمده است. در ساختار اول ضریب دی الکتریک 3/47 و جنس محیط اطراف میله ها نیز هوا و نسبت پرشدگی شبکه نیز 22/0 r/a= انتخاب شده است. در این طرح، میانگین راندمان 90% و سرعت سوئیچینگ 476/2 gs/s بدست آمد. دومین طرح پیشنهادی، با توجه به این که شیشه های کالکوجناید (chalcogenide glasses) دارای ضریب غیرخطی مناسب و بزرگی است، از این مواد به عنوان میله های دی الکتریک استفاده شده است. ثابت دی-الکتریک و ضریب شکست میله های دی الکتریک شیشه های کالکوجناید انتخابی به ترتیب 9/61 و 3/1 است، و هم چنین پارامتر ضریب غیرخطی اثر کر این میله ها برابر m2/w17-10×9 است. برای دستیابی به بیشترین عرض نوار فرکانسی، نسبت پرشدگی 0.18 بدست آمده است. با ایجاد موجبر نقص در اطراف تشدیدگر و انتخاب طول تزویج مناسب، مبدل آنالوگ به دیجیتال دوبیتی با چهار حالت منطقی مختلف 00، 01، 10 و 11 که شرایط تبدیل دو بیتی را به وجود می آورد، در طول موج مرکزی 1.55 ?m طراحی شده است. نمودار پاشندگی موجبر نقص خطی و مد تشدید تشدیدگر حلقوی، با استفاده از روش بسط امواج تخت (pwe) و طیف توان های خروجی بوجود آورنده حالات منطقی مبدل، با روش تفاضل محدود در حوزه زمان (fdtd) محاسبه شده است. در ساختار دوم بدلیل استفاده از اثرات غیرخطی، سرعت سوئیچینگ بسیار زیاد و برابر gs/s454.5 بدست آمد. از سوی دیگر با تعریف سطح توان 0.37 سطوح ”صفر“و ”یک“ منطقی بر حسب آن، بیان شده است. از دیگر مزیت های این ساختارها، یکسان بودن فرکانس ورودی برای هر دو مبدل است.