عنوان پایان‌نامه
انتشار بدون تفرق در کریستال های فوتونی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-میدان
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1990;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51013
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- مهدی آقاجانی
- استاد راهنما
- محمود شاه آبادی, مجتبی دهملائیان
- چکیده
- در این پایان¬نامه ابتدا به بررسی پدیده انتشار بدون تفرق در کریستال¬های فوتونی و اهمیت آن پرداخته-ایم. سپس پرتوهای خود موازی¬شده را به عنوان مودهای انتشاری بدون تفرق در ساختار کریستال¬های فوتونی معرفی کرده¬ایم و شرایط انتشار بدون تفرق را با استفاده از ترازهای هم فرکانس شرح داده¬ایم. برای بدست آوردن این منحنی¬ها نیز از روش شبیه¬سازی کریستالهای فوتونی بوسیله خط انتقال استفاده کرده¬ایم. در ادامه با استفاده از این منحنی¬ها پهنای باند و توزیع میدان¬های پرتوهای خود¬موازی¬شده را بدست آورده¬ایم. سپس با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان، مکانیزم تبدیل پرتوی گاوسی به پرتوهای خود موازی شده را بررسی کرده، و تاثیر مشخصات پرتوی گاوسی بر پرتوهای خودموازی¬شده را تعیین و با استفاده از این روش، بهترین مشخصه پرتوی گاوسی برای داشتن کمترین تفرق را انتخاب کرده¬ایم. در پایان به طراحی یک مقسم پرتو پرداخته¬ایم که بتواند پرتو¬های خود¬موازی¬شده در ورودی خود را به دو بخش با توان مساوی تقسیم کرده و آنها را به صورت خودموازی¬شده در خروجی تحویل دهد. بر اساس نتایج شبیه¬سازی¬های عددی انجام شده به کمک روش تفاضل محدود در حوز? زمان، این مقسم می تواند در بازه فرکانس نرمالیزه 285/0 - 255/0 بازده بالاتر از 80% داشته باشد.
- Abstract
- In this thesis, we first investigate the phenomenon of diffraction-less propagation in photonic crystals. We then introduce self-collimated beams as modes of diffraction-less propagation in photonic crystals. Conditions for propagation of self-collimated beams are then determined with the help of equi-frequency contours (EFC) of the dispersion diagram. These contours are computed using the method of equivalent transmission line network for the photonic crystal in question. From this computation, we obtain both the operation bandwidth and the field profile of the self-collimated beams. We also present a computation technique based on the method of Finite-Difference Time-Domain (FDTD) to investigate coupling of a Gaussian beam into a self-collimated beam. Characteristics of the generated self-collimated beam will be related to the specifications of the incident Gaussian beam. The presented computation technique will be used to determine the Gaussian beam parameters for which the generated self-collimated beam undergoes minimum diffraction. Furthermore, we propose and design a beam splitter capable of dividing an input self-collimated beam into two equi-power self-collimated beams. In the proposed beam splitter, a multilayer band-stop filter is placed in the central region where the input self-collimated beam is present. Beam propagation within the beam splitter is then analyzed using the method of FDTD. According to this analysis, the introduced beam splitter can offer an efficiency of more than 80% in a normalized frequency bandwidth of 0.255-0.285.
