طراحي و تحليل يك ميكرورزوناتور حلقوي هايبريد پلاسموني گرافني فوق فشرده با ضريب كيفيت بالا

Design and analysis of an ultra-compact graphene-based hybrid plasmonic microring resonator with a high Q-factor

مدارهاي مجتمع تمام نوري فوق فشرده با تلفات بسيار كم و ضريب كيفيت بالا نقش مهمي را در كاربردهاي مختلف ايفا مي‏كنند. ميكرورزوناتورهاي حلقوي جزو قطعات كليدي اين مدارها هستند. لذا در اين مقاله، طراحي و تحليل يك ميكرورزوناتور حلقوي هايبريد پلاسموني گرافني فوق فشرده با ضريب كيفيت بالا ارائه شده است. نتايج بدست آمده از روش FDTD سه‏بعدي در حوزه فركانس نشان مي‏دهند كه با افزايش شكاف هوايي بين حلقه و موجبر مستقيم، ضريب كيفيت و تلف عبوري ميكرورزوناتور حلقوي در طول موج رزونانس 55/1 ميكرومتر افزايش مي‏يابند. مقادير ضريب كيفيت و تلف عبوري مدار طراحي شده به ازاي شكاف هوايي 410 نانومتر به ترتيب مساوي 3100 و 06/1- دسي‌بل بوده و مساحت اشغال شده آن مساوي 3.5 × 4.7 µm2 است.

Ultra-compact all-optical integrated circuits with ultra-low loss and high-quality factor play an essential role in various applications. Microring resonators are the key components of these circuits. Thus, in this paper, design and analysis of an ultra-compact graphene-based hybrid plasmonic microring resonator with a high-quality factor have been presented. The obtained results from the three-dimensional FDTD method in the frequency domain show that by increasing the air gap between the ring and the bus waveguide, the quality factor and insertion loss of the microring resonator increase at the resonance wavelength of 1550 nm. The values of quality factor and insertion loss of the designed circuit are equal to 3100 and -1.06 dB, respectively, for g = 410 nm, and the circuit footprint is equal to 3.5 × 4.7 µm2.