بهینه سازی پاشیدگی رنگی در فیبرهای با ساختار ریز مبتنی بر شیشه چلکوجناید

آینده¬ی شبکه¬ها و سیستم¬های پرسرعت نوری به گسترش روش¬های پردازش سیگنال¬های نوری وابسته است. از میان انواع پردازنده¬های نوری، پردازنده¬های مبتنی بر فیبر نوری کم ¬هزینه و سریع هستند. تاکنون انواع مختلفی از فیبرهای نوری ریزساختار مبتنی بر سیلیکا برای استفاده در فرآیندهای پردازش نوری مطرح شده¬اند. اما به¬علت این¬که ضریب شکست خطی و غیرخطی و شفافیت سیلیکا در طول¬موج-های فروسرخ پایین است، تحقیق¬های بسیاری به¬منظور جایگزینی مواد غیرسیلیکا مثل تلورایت، ترکیب-های فلوئور و چلکوجناید برای استفاده در فیبرهای ریز ساختار انجام شده است. شیشه¬ی چلکوجناید به-علت داشتن ضریب خطی و غیرخطی بالاتر نسبت به سایر مواد و همچنین شفافیت بالا در محدوده¬ی طول¬موج¬های فروسرخ، مورد توجه بیشتر گروه¬های علمی قرار گرفته است. در کاربردهای نور غیر¬خطی مثل تولید ابرپیوستار به فیبر ریزساختار با ویژگی پاشیدگی صاف در محدوده¬ی وسیعی از طول ¬موج¬ها و ضریب غیرخطی بالا نیاز است. درصورت استفاده از فیبرهای ریز¬ساختار مبتنی بر چلکوجناید، می¬توان با تنظیم ابعاد هندسی فیبر مثل قطر (d) و فاصله¬ی بین حفره¬های پوشش (?) در طول¬موج¬های فروسرخ نزدیک و مرئی پاشیدگی صاف و صفر ایجاد کرده و ضریب غیرخطی فیبر را برای استفاده در کاربردهای نور غیرخطی افزایش داد. علاوه بر ابعاد هندسی فیبر، ضریب شکست موثر فیبر نیز در کنترل مشخصه¬ی پاشیدگی موثر است. برای تنظیم ضریب شکست موثر فیبر از ساختارهای هیبریدی استفاده می¬شود. در ساخت فیبرهای هیبریدی علاوه بر چلکوجناید از موادی مانند تلورایت در پوشش فیبر استفاده می¬شود. به¬علت انعطاف¬پذیری بالایی که در طراحی و ساخت فیبرهای ریزساختار وجود دارد، هر یک از ابعاد هندسی فیبر در کنترل مشخصه¬های نوری بویژه پاشیدگی موثر هستند. از این¬رو می¬توان از حفره¬هایی که توسط مواد پلیمری پر شده است برای کنترل مشخصه¬های نوری فیبر استفاده نمود. در این پایان¬نامه با استفاده از روش عددی چند قطبی و نرم¬افزار cudos mof چهار ساختار متفاوت با ویژگی¬های پاشیدگی متفاوت برای استفاده در کاربردهای غیرخطی و جبران پاشیدگی طراحی شده است. در طراحی اول، فیبر ریزساختار هیبریدی دایره¬ای چلکوجناید- تلورایت مطرح شده است که در طول¬موج mµ 55/1 پاشیدگی ps/nm/km 8 دارد. طراحی دوم فیبر ریزساختار مبتنی بر as2se3 با پوشش چندگانه است که در محدوده¬ی طول¬موج¬های بین µm 18 – 8/8 دارای پاشیدگی صاف با مقدار ps/nm/km 5- است. در طراحی سوم با استفاده از فیبر ریزساختار هیبریدی سیلیکا – چلکوجناید پاشیدگی منفی ps/nm/km 2450- برای جبران پاشیدگی سیستم¬های انتقال نوری ایجاد شده است. در طراحی چهارم با استفاده از پنج حلقه¬ی شش¬گوش در پوشش فیبر پاشیدگی صاف در محدوده¬ی طول¬موج¬های µm 18 – 5/3 ایجاد شده است.