تجزیه و تحلیل مقسم توان پلازمونی و MUX / DEMUX مناسب برای مدارهای مجتمع فوتونیکی
چکیده
در این مقاله، کوپلر جهت دار پلازمونی فلز -عایق -فلز با خمش موجبر 45 درجه بر اساس القای پلاریتون پلازمون سطح (SPPs) با روش عددی اختلاف- محدود حوزه زمان (FDTD) مورد بررسی قرار گرفته است. اثر تغییرات طول کوپلر و ضخامت شکاف فلزی بر توان خروجی و افت انتشار در طول موج 1550 nm مورد بررسی قرار گرفته است. با انتخاب طول مناسب کوپلر، مقسم مقسم (مقسم) مالتی پلکسر ، به عنوان برخی از برنامه های متصل کننده های جهت دار ارائه شده اند و عملکرد آنها شبیه سازی شده است.
مقدمه
در سالهای اخیر، کوچک کردن اندازه، افزایش سرعت و بهبود عملکرد دستگاههای نوری، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. اما به دلیل حد پراش نوری، یک حد اساسی برای به حداقل رساندن اندازه وسایل نوری معمولی وجود دارد [1،2]. به همین دلیل بلورهای فوتونی (PC) اجزای اصلی مدارهای مجتمع فوتونی (PIC) هستند، که در آنها هدایت موج نور از طریق خم های تیز با افت بسیار ناچیز امکان پذیر است. این ساختارها، ساختارهایی متناوب هستند و برای دستیابی به شکاف باند فوتونی به حداقل پنج دوره تناوب احتیاج دارند. بنابراین ابعاد دستگاه های PC از مرتبه طول موج نوری است [1].
4. نتیجه گیری
در این مقاله ، کوپلر پلاسمونی جهت دار با خمش های موجبر 45 درجه با روش FDTD تجزیه و تحلیل و شبیه سازی شده است. اثرات تغییر طول کوپلر و ضخامت شکاف فلزی بر عملکرد کوپلر جهت دار ، در طول موج 1550 نانومتر ، مورد مطالعه قرار گرفته است. نشان داده شده است که با افزایش ضخامت شکاف ، مقدار توان کوپل شده با پورت متقاطع افزایش می یابد و برای d = 11 نانومتر به حداکثر مقدار خود می رسد. با افزایش بیشتر ضخامت شکاف فلزی ، همانطور که به عمق پوستی نقره در طول موج 1550 نانومتر نزدیک می شود، کوپلینگ به موجبر متقاطع کاهش می یابد ، کوپلر به عنوان یک موجبر واحد عمل می کند و برهمکنش موج نوری و فلز و بنابراین اتلاف ساختار کاهش می یابد.
Abstract
In this paper, the metal–insulator–metal (MIM) plasmonic directional coupler (PDC) with 45° waveguide bends based on surface plasmon polaritons (SPPs) excitation has been analyzed by the finite-difference time-domain (FDTD) numerical method. Effects of the variations of the coupler length and the metal gap thickness on the output powers and the propagation loss at 1550 nm wavelength have been studied. By choosing proper coupler lengths, power splitters with various output power ratios at 1550 nm wavelength and multi/demultiplexers, as some applications of the directional couplers have been proposed and their performances have been simulated.
1. Introduction
Miniaturizing the size, increasing the speed and improving the performance of the optical devices have attracted many researchers' attentions in recent years. However, due to the optical diffraction limit, there is a basic limit for minimization of the size of the conventional optical devices [1,2]. For this purpose, photonic crystals (PCs) are the key components for photonic integrated circuits (PICs), in which the lightwave guidance through sharp bends with very low loss is possible. These structures are periodic structures and need at least five periods to acquire photonic band gap. Therefore, the dimensions of the PC devices are in the order of light wavelength [1].
4. Conclusion
In this paper, plasmonic directional coupler with 45° waveguide bends have been analyzed and simulated by the FDTD method. Effects of the variation of the coupler length and the metal gap thickness on the performance of the directional coupler, at the wavelength of 1550 nm, have been studied. It has been shown that by increasing the gap thickness, the amount of power coupled to the cross port increases and it reaches to its maximum value for d= 11 nm. By further increasing the metal gap thickness, as it approaches to the skin depth of silver at 1550 nm wavelength, the coupling to the cross waveguide is diminished, the coupler operates as a single waveguide and the interaction of lightwave and metal and hence the loss of the structure decreases.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. روش تحلیل و شبیه سازی
3. نتایج عددی و بحث
3.1 مقسم توان پلاسمونی
3.2. مالتی پلکسر و دی مالتی پلکسر پلاسمونی
4. نتیجه گیری
Abstract
1. Introduction
2. Analysis and simulation method
3. Numerical results and discussions
3.1. Plasmonic power splitter
3.2. Plasmonic multi/demultiplexer
4. Conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه