بررسی و شبیه سازی دی مالتی پلکسر بلورفوتونی به روش تفاضل محدود در حوزه زمان برای کاربرد در مخابرات نوری

هدف از پایان نامه، نحوه شبیه سازی عملکرد افزاره های فوتونی با استفاده از روش عددی تفاضل محدود در حوزه زمان (fdtd ) بر پایه نرم افزار متلب می باشد. روش fdtd، رایج ترین ابزار تحلیل در بلورهای فوتونی است و سایر روش های تحلیلی یا عددی دیگر را با آن می سنجند. به نحوی که می توان ادعا کرد در حال حاضر، تقریباً هیچ روش دیگری به غیر از fdtd بکار نمی رود. بلورهای فوتونی بدلیل دارا بودن کاربردهای بالقوه از مناسب ترین گزینه ها برای طراحی و ساخت مدارهای مجتمع نوری به شمار می روند. به همین منظور، کلیه مراحل گسسته سازی و نوشتن کدهای متلب برای پیاده سازی این روش، بر روی بلورهای فوتونی درج شده است. برای نمونه، چند ادوات فوتونی پرکاربرد که در مدارهای مجتمع نوری بکار میروند، از جمله موجبر، خم 90 درجه، تقسیم کننده توان، و مالتی پلکسر/ دی مالتی پلکسر سه کاناله شبیه سازی شده اند. ساختار بلور فوتونی در تمام نمونه ها، میله های دی الکتریک در بستر هوا با آرایش استوانه ای شکل از جنس سیلیکون انتخاب شده است. با استفاده از این روش، ساختار نوار باند بلورهای فوتونی نیز استخراج و منحنی های پاشیدگی آن به نمایش گذاشته شده است. در حل مسایل الکترومغناطیسی به روش fdtd در فضای نامحدود، به شرایط مرزی مناسب نیارمندیم، که گسترش فضا تا بی نهایت را شبیه سازی کند. در این پایان نامه از مدل abc با لایه های کاملا تطبیق یافته (pml)، برنجر ، این شرایط را فراهم نموده ایم همچنین از یک منبع به صورت یک پالس زمانی کوتاه جهت انجام شبیه سازی استفاده شده، و برای محاسبه طیف توان خروجی از مجموع بردار پویین تینگ روی دهانه خروجی استفاده کرده ایم و زمان اجرای برنامه 30000 پله زمانی می باشد.