عنوان پایان‌نامه
طراحی وساخت یک مبدل تار نوری به موجبر نوری ( مجتمع شده)
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-میدان
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2466;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63603
- تاریخ دفاع
- ۱۸ تیر ۱۳۹۳
- دانشجو
- بابک بهاری
- استاد راهنما
- جلیل اقا راشدمحصل
- چکیده
- در این پروژه یک ساختار مبدل تار نوری به موجبر مجتمع شده نوری که دارای مشخصات مطلوبی از جمله میزان انتقال نور بالا با پهنای باند مناسب و در عین حال ساده و قابل ساخت را ارائه می دهیم تا با استفاده از این مبدل بتوانیم نور را از تار نوری به موجبر نوری و برعکس انتقال دهیم ضمن آنکه مبدل طراحی شده حساسیت کمتری نسبت به قطبش نیز داشته باشد. برای این منظور یک مبدل نوری مبتنی بر روش تزویج از کناره، پیشنهاد داده شد. برای ساخت موجبر نوری از پلیمر PMMA بدلیل دارا بودن ضریب شکست و تلف کم در باند حوالی طول موج ?m 55/1 استفاده کردیم. ضمن اینکه تار نوری را نیز بصورت دستی با استفاده از سمباده های میکرومتری پرداخت کردیم تا به هسته ی تار نوری نزدیک شویم. با توجه به اینکه برای ساخت موجبر نوری باید از دستگاه لیتوگرافی با شعاع الکترونی استفاده می کردیم، در هنگام استفاده از این دستگاه با محدودیت هایی نظیر محدودیت در طول ساختار و عدم تطبیق در ایجاد موجبرهای پشت سرهم مواجه شدیم که برای حل این محدودیت ها نیز راه کار تیز کردن نوک خطوط موجبر پیشنهاد و اجرا شد. در نهایت موجبر نوری با استفاده از لیتوگرافی با شعاع الکترونی ساخته شد که نتیجه ساخت موجبر نیز بسیار خوب بود. در انتها، چیدمان اندازه گیری چیده شده و تار نوری بر روی موجبر نوری نصب شد، ولی بدلیل وجود یک لایه نازک طلا به عنوان لایه تخلیه بار الکتریکی که تلف بسیار بالایی را به ساختار مبدل نوری اعمال می کرد، خروجی مناسبی بر روی اسیلوسکوپ مشاهده نشد. با توجه به امکانات موجود برای ساخت، امکان حذف لایه طلا در حال حاضر وجود نداشت، به همین منظور بجای موجبر کانالی از موجبر تیغه ای استفاده شد که در آن لایه طلا وجود نداشت. این بار در همان چیدمان قبلی، بجای موجبر کانالی از موجبر تیغه ای استفاده شد که بعد از اعمال ورودی مناسب، خروجی بر روی اسیلوسکوپ مشاهده شد که بیانگر انتقال نور از تار نوری ورودی به تار نوری خروجی بود. البته میزان انتقال نور بین دو تار نوری بسیار بالا نبود که دلیل آن یکسان نبودن ضریب شکست موثر تار نوری با موجبر تیغه ای و باز شدن میدان درون موجبر تیغه ای است. کلید واژه: مبدل تار نوری به موجبر نوری، تار نوری، موجبر نوری پلیمری، تزویج از کناره، پرداخت تار نوری.
- Abstract
- In this project, we want to design a Fiber-to-Optical waveguide coupler, with good characteristics such as high coupling efficiency, appropriate bandwidth, and easy to fabricate. Besides, our suggested coupler must show low sensitivity to polarization. To do this, an optical coupler based on side coupling technique is proposed. For fabricating the optical waveguide, we used PMMA since it has low refractive index and loss around the 1.55 ?m wavelength. For making D-Fiber, we polished the optical fiber using sandpapers. Since we had to use the Electron Beam Lithography (EBL) for making the optical waveguide, we encountered some limitations such as length of the coupler and longitudinal and transverse mismatches in tandem waveguides. Therefore, for solving this problem, we tapered the input and output of the waveguide. Finally, the optical waveguide was fabricated using EBL. At the end, the optical measurement system was set up, and the optical fibers were positioned on the PMMA optical waveguide, but due to a thin gold layer, which is a discharging layer with high optical losses, the expected output power level was not observed. The present fabrication technique did not allow elimination of the mentioned gold layer. Therefore, we used a slab waveguide in place of the channel waveguide without gold layer. To demonstrate the degrading effect of the gold layer, a similar measurement was carried out on a slab PMMA waveguide without the lower gold layer. After exciting the fundamental mode of the input optical fiber, we observed an optical power transfer to the output optical fiber, which proves the optical loss due to the underlying gold layer. However, the estimated power coupling was showed a high insertion loss. The causes are: 1) the mismatch of the effective refractive index of the optical fibers and the slab waveguide and 2) the propagation effect in the slab waveguide excited by localized input intensity. Index Terms: Fiber-to-Optical Waveguide Coupler, Fiber Optics, Optical Polymer Waveguide, Side Coupling, Fiber Optics Polishing.
