عنوان پایان‌نامه
طراحی تشدیدگر حلقوی بر پایه بلورهای فوتونی برای استفاده در سامانه های مجتمع اندازه گیری سرعت زاویه
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3038;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77482;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3038;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77482
- تاریخ دفاع
- ۲۴ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- وحید سلیمانزاده اردبیلی
- استاد راهنما
- مرتضی فتحی پور
- چکیده
- در این پایان نامه به طراحی تشدیدگر نوری حلقوی بر پایه بلورهای فوتونی، پرداخته شده است. هدف اصلی، کاربرد این نوع تشدیدگر به عنوان ژیروسکوپ نوری جهت اندازه گیری سرعت زاویه ای بوده است. نوآوری بکار رفته در این رساله، استفاده از بلورهای فوتونی به منظور مهندسی پاشندگی نور برای بهبود حساسیت ژیروسکوپ نوری تشدیدی مجتمع می باشد. به منظور طراحی تشدیدگر نوری الگوریتم جدیدی ارائه شده است. این الگوریتم به صورت جامع با طراحی بلور فوتونی (که شامل انتخاب جنس ماده، تعیین قطبش بلور و محاسبه ابعاد بلور می باشد)، شروع می شود و به طراحی تشدیدگر نوری می انجامد. با استفاده از خطوط راهنمایی که معرفی شده اند طرح بهینه سازی شده است. روش پیشنهادی به راحتی قابل تعمیم به سایر ساختارهای بلور فوتونی دیگر است. محاسبات عددی و نیز مقایسه با کار سایر محققین دقت محاسبه فرکانس تشدید، پهنای باند و عمق تشدید را در روش طراحی به خوبی تایید می کند. در یک طراحی نمونه قطر حفره ها در بلور فوتونی 465 نانومتر، تشدیدگر شش ضلعی با طول ضلع 2/3 میکرومتر، فرکانس تشدید 1/554 میکرومتر و پهنای باند تشدیدگر5/3 پیکومتر حاصل گردید. ضمنا برای کاهش پهنای باند طرح‌های جدیدی معرفی شده است. تشدیدگر با مشخصات فوق الاشاره، در سامانه ژیروسکوپ نوری تشدیدی بکار گرفته شد. این سامانه به صورت کامل شبیه سازی گردیده است. حساسیت نهایی ژیروسکوپ نوری مبتنی بر تشدیدگر طراحی شده، با توجه به محدودیت نویز ضربه ای آشکارساز نوری، در حدود 0/2 محاسبه گردیده است، که در مقایسه با تشدیدگرهایی با ابعاد مشابه به مراتب دارای حساسیت بالاتری می باشد.
- Abstract
- In this thesis, an optical ring resonator has been designed on photonic crystals substrate. The main approach is utilizing this resonator to resonant optic gyroscope system to measuring angular velocity. The innovation introduced in this thesis is utilizing photonic crystals to control light dispersion in order to improve gyroscope sensitivity. A new algorithm has been developed in this thesis to design optical ring resonator. The algorithm comprehensively starts with design of Photonic crystal (Determining Material type, Polarization and dimension of crystal) and finishes with design of ring resonator. The design has been optimized with introduced guide lines. The proposed method simply can generalize to other types of photonic crystal structures. The numerical calculations and it’s comparation with other researchers’s works, confirms calculation accuracy of resonance frequency, bandwidth and resonace depth of ring resonator as well. In a sample design, the hole radius of photonic crystal has been calculated 465 nm, any side of Hexagon ring resonator 2.3?m, resonance wavelength 1.554?m and resonator bandwidth of 5.3 pm.In addition, in order to reducing bandwidth of resonator, new designs has been introduced. The determined resonator has been utilized and fully simulated in resonant optical gyroscope system. The sensitivity of optical gyroscope with designed resonator, considering to shot noise of photodetector, has been obtained about 0. 2 rad/s. Keywords: integrated resonant optic gyroscope, photonic crystal, ring resonator, bandgap
