طراحي و شبيه سازي يك كليد تمام نوري با استفاده از آرايه هاي بلور فوتوني

Design and simulation of an all-optical switch using photonic crystal arrays

در اين پژوهش، يك كليد تمام نوري با پاسخ سريع طراحي شده است. اين كليد مبتني بر بلورهاي فوتوني با آرايش مربعي است. ساختار پايه شامل يك بستر دي الكتريك با ضريب شكست ۳/۱ است كه حفره هاي هوا در آن قرار مي گيرند. ثابت شبكه و شعاع حفره ها به ترتيب برابر ۶۰۰ نانومتر و ۱۲۰ نانومتر است. افزاره پيشنهادي از دو درگاه ورودي و دو درگاه خروجي تشكيل شده است. يك حلقه تشديدي بين موج برها قرار گرفته است تا بر اساس شدت نور ورودي بتواند انتقال نور به خروجي مناسب را انجام دهد. نتايج به دست آمده از شبيه سازي نشان مي دهند كه ساختار پايه مي تواند طول موج هاي مربوط به باندهاي مخابراتي C و L را در موج برها منتشر كند. زمان مورد نياز براي كليدزني فقط ۰/۳ پيكوثانيه است كه براي مدارهاي نوري مناسب است. فاصله بين سطوح منطقي ۰ و ۱ حدود ۵۷ درصد است و نسبت تمايز۹/۳ دسي بل است. بر اساس نتايج به دست آمده به نظر مي رسد افزاره طراحي شده مي تواند در كاربردهاي پردازش سيگنال استفاده شود.

In this research, an all-optical switch with a fast response has been designed. This switch is based on photonic crystals in a square arrangement. Air holes are placed in a dielectric substrate with a refractive index of 3.1. The lattice constant and hole radii are equal to 600 nm and 120 nm, respectively. The proposed device includes two input ports and two output ports. A ring resonator is placed among the waveguides for light transmission to correct output according to the input light intensity. The obtained results of simulation show that the fundamental structure can propagate the wavelengths of C and L telecommunication bands in the waveguides. The needed time for switching is just 0.3 ps suitable for optical circuits. The difference between logic levels 0 and 1 equals about 57%, and the contrast ratio is 9.3 dB. According to the obtained results, it seems that the designed device can be used in optical processing applications.