Μοντελοποιώντας τα βασικά δομικά μέρη φωτονικών στοιχείων χρησιμοποιώντας εμπορικό σχεδιαστικό λογισμικό: SOI στοιχεία
Date Issued
2011
Author(s)
Abstract
Στα πλαίσια της παρούσας πτυχιακής διατριβής σχεδιάζονται και προσομοιώνονται
φωτονικές συσκευές πυριτίου σε μονωτή (Silicon On Insulator). Αρχικά, γίνεται εισαγωγή
πάνω στην ευρύτερη έννοια της Φωτονικής και των οπτικών επικοινωνιών. Ύστερα,
αναλύονται οι έννοιες και τα χαρακτηριστικά διάφορων κυματοδηγών που χρησιμοποιούνται
για τις οπτικές επικοινωνίες. Aυτή η ανάλυση πάνω στη θεωρητική και μαθηματική
περιγραφή των κυματοδηγών θα δώσει μια πλήρη εικόνα για το σχεδιασμό και τη
μοντελοποίηση των φωτονικών συσκευών που ζητούνται να σχεδιαστούν. Το λογισμικό που
χρησιμοποιείται για τη σωστή και ακριβή σχεδίαση των συσκευών αυτών είναι το
LaserMOD της RSOFT. To LaserMOD είναι ένα φωτονικό εργαλείο λογισμικού σχεδίου
συσκευών για τις οπτικές, ηλεκτρονικές και θερμικές ιδιότητες των ημιαγωγών λέιζερ και
παρόμοιων ενεργών συσκευών. Με την εκκίνηση του πειραματικού μέρους της εργασίας
αυτής εξηγείται, βήμα προς βήμα, η κάθε εντολή που λαμβάνει μέρος στο αντίστοιχο
πείραμα που υλοποιείται. Ο τελικός στόχος είναι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία του
φωτός να είναι μονορυθμική (single mode), ούτως ώστε οι φωτονικές συσκευές που θα
υλοποιηθούν να δέχονται μόνο το θεμελιώδη ρυθμό του φωτός για να έχουν τη βέλτιστη
λειτουργία. Επίσης, αναλύονται τα αποτελέσματα όσον αφορά το πλέγμα του κυματοδηγού,
τη σωστή συνδεσμολογία μεταξύ των υλικών, το προφίλ του δείκτη διάθλασης του
κυματοδηγού και την τελική προσομοίωση που θα είναι μια γραφική παράσταση τάσεως-
ρεύματος και οπτικής ισχύος-ρεύματος. Τέλος, γίνεται μοντελοποίηση μιας νέας συσκευής
διαμορφωτή Mach-Zehnder, όπου μεταξύ της κορυφής πυριτίου και της βάσης πυριτίου,
υπάρχει μια πύλη διοξειδίου του πυριτίου, ώστε να αλλάζουν τα χαρακτηριστικά του
διαμορφωτή Mach-Zehnder, καθώς και η συμπεριφορά της προσομοίωσης και τα
αποτελέσματα που αφορούν το ρυθμό του κυματοδηγού.
φωτονικές συσκευές πυριτίου σε μονωτή (Silicon On Insulator). Αρχικά, γίνεται εισαγωγή
πάνω στην ευρύτερη έννοια της Φωτονικής και των οπτικών επικοινωνιών. Ύστερα,
αναλύονται οι έννοιες και τα χαρακτηριστικά διάφορων κυματοδηγών που χρησιμοποιούνται
για τις οπτικές επικοινωνίες. Aυτή η ανάλυση πάνω στη θεωρητική και μαθηματική
περιγραφή των κυματοδηγών θα δώσει μια πλήρη εικόνα για το σχεδιασμό και τη
μοντελοποίηση των φωτονικών συσκευών που ζητούνται να σχεδιαστούν. Το λογισμικό που
χρησιμοποιείται για τη σωστή και ακριβή σχεδίαση των συσκευών αυτών είναι το
LaserMOD της RSOFT. To LaserMOD είναι ένα φωτονικό εργαλείο λογισμικού σχεδίου
συσκευών για τις οπτικές, ηλεκτρονικές και θερμικές ιδιότητες των ημιαγωγών λέιζερ και
παρόμοιων ενεργών συσκευών. Με την εκκίνηση του πειραματικού μέρους της εργασίας
αυτής εξηγείται, βήμα προς βήμα, η κάθε εντολή που λαμβάνει μέρος στο αντίστοιχο
πείραμα που υλοποιείται. Ο τελικός στόχος είναι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία του
φωτός να είναι μονορυθμική (single mode), ούτως ώστε οι φωτονικές συσκευές που θα
υλοποιηθούν να δέχονται μόνο το θεμελιώδη ρυθμό του φωτός για να έχουν τη βέλτιστη
λειτουργία. Επίσης, αναλύονται τα αποτελέσματα όσον αφορά το πλέγμα του κυματοδηγού,
τη σωστή συνδεσμολογία μεταξύ των υλικών, το προφίλ του δείκτη διάθλασης του
κυματοδηγού και την τελική προσομοίωση που θα είναι μια γραφική παράσταση τάσεως-
ρεύματος και οπτικής ισχύος-ρεύματος. Τέλος, γίνεται μοντελοποίηση μιας νέας συσκευής
διαμορφωτή Mach-Zehnder, όπου μεταξύ της κορυφής πυριτίου και της βάσης πυριτίου,
υπάρχει μια πύλη διοξειδίου του πυριτίου, ώστε να αλλάζουν τα χαρακτηριστικά του
διαμορφωτή Mach-Zehnder, καθώς και η συμπεριφορά της προσομοίωσης και τα
αποτελέσματα που αφορούν το ρυθμό του κυματοδηγού.
File(s)![Thumbnail Image]()
Name
πτυχιακή εργασία Λάμπρος Μπέλλος.pdf
Size
3.33 MB
Format
Adobe PDF
Checksum (MD5)
b77078b29b597991a6d80d63e1c8061f