بخشی از مقاله
چکیده:
در این مقاله سعی بر آن شده است تا عملکرد مالتی و دي مالتی پلکسر نوري AWG-WDM سیلیکانی مورد بررسی قرار گیرد و عملکرد آن بهبود یابد. یک مالتی و دي مالتی پلکسر نوري شامل دو منطقه آزاد انتشار (FPR) یا کوپلر ستارهاي و مجموعهاي از موجبرهاي آرایهاي میباشد
که این دو کوپلر را به هم متصل میکند. به منظور کاهش اتلاف ماده به دنبال این هستیم که طول موجبر و طول مسیر نور از ورودي تا خروجی را کاهش دهیم. چون با کاهش طول مسیر اتلاف ماده به طور خطی کاهش مییابد. بنابراین ما ابتدا اثر تغییر پارامترهاي مختلف ساختاري از جمله Dz، شعاع دایرهي رولند و زاویه کوپلر ستارهاي نسبت به افق ( A) بر طول موجبر را مورد بررسی قرار داده و بهترین مقدار آن را در نظر گرفتهایم. تغییر پارامترهاي Dz و شعاع دایرهي رولند هیچ اثري بر طول موجبر ندارند . لیکن پارامتري که میتواند تأثیر چندانی بر طول موجبر داشته باشد زاویه A بوده که با تغییر این زاویه اتلاف ماده 20 درصد کاهش یافت. این مالتی و دي مالتی پلکسر نوري با استفاده از نرمافزار RSOFT، روش
BEAM PROP با طول موج مرکزي 1550nm و فاصله کانالی 1/6nm طراحی شده است.
کلید واژه- اتلاف ماده، بهبود عملکرد، طول موجبرهاي آرایهاي، زاویهي منطقه آزاد انتشار.
-1 مقدمه
مالتی پلکسر تقسیم طول موج با موجبر هاي توري آرایه
اي AWG-WDM) که مخفف Array Waveguide Grating-
Wavelength Division Multiplexing است) بر پایه ي اختلاف
فاز در موجبرهاي آرایه اي کار می کند و داراي کاربردهاي گستردهاي از جمله انتشار با سرعت بالا میباشد.[1] همچنین در این دستگاه تعداد کانالها مستقل از هزینهي آن است. لذا در شبکه هاي بزرگ (Metro Network) که نیاز به تعداد کانال هاي زیاد با قیمت کم میباشد بسیار مناسب است. دیگر مزایاي AWG-WDM عبارتند از: امکان ساخت دستگاه تمام نوري (Full Optic Divice)، قابلیت انعطاف و تغییر در انتخاب تعداد
کانالها Flexibility of Selecting Channel Number) )، قابلیت
انعطاف در فاصله گذاري کانالها .[2] (Channel Spacing) در واقع ما به دنبال یک طراحی هستیم که اتلاف ماده ( Material (Loss کم، همراه با قیمت پایین را بهدنبال داشته باشد.[3]
ما از نرم افزار Rsoft و روش Beam Propagation ) BPM
(Method استفاده میکنیم. در گذشته چندین روش براي
سنجش و ارزیابی عملکرد توسعه یافته است. از
مهمترین روشها [4] و
Method و [5] BPM میباشد. روش Imaging دقت و صحت کافی ندارد چون از فرض ایده آل بودن تصویر استفاده میشود. روش Fourier Optic نیز زمانی که از فاصله بین دو موجبر آرایه اي مجاور صرف نظر شود دقت کافی ندارد. روش BPM یا روش انتشار موج به طور وسیعی در تکنیک انتشار نور استفاده میشود. شماتیک یک مالتی و دي مالتی پلکسر نوري آرایهاي در شکل 1 آمده است.
شکل :1 ساختار .AWG-WDM
عملکرد این مالتی پلکسر همانطور که در شکل پیداست به این صورت است که نور از طریق موجبر ورودي (Input Waveguide) وارد اولین منطقه آزاد انتشار (Free Propagation Region) می-شود و در این ناحیه شروع به واگرا شدن میکند. در هنگام
1
کنفرانس منطقهاي روشهاي محاسبه نرم در مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه آزاد اسلامی واحد صفاشهر - 6 اسفند 1392
رسیدن به روزنه ورودي آرایه ها (Input Aperture) نور درون موجبرها کوپل میشود و در موجبرها به سمت روزنه خروجی (Output Aperture) شروع به انتشار میکند. افزایش خطی طول موجبرهاي آرایهاي در AWG-WDM باعث تغییر فاز بین موج-هاي ورودي به FPR دوم شده و این تغییر فاز موجب تغییر به صورت خطی در طول موج دریافتی در روزنه خروجی میشود. موجبرها در شکل (1) بر اساس اختلاف طول ) ) بین هر دو موجبر مجاور، طراحی میشوند. باید با مضرب صحیحی از طول موج مرکزي در موجبر به صورت زیر متناسب باشد:[6]
(1) که m یک عدد صحیح است که مرتبه شبکه نامیده میشود. طول موج مرکزي در فضاي آزاد میباشد و ضریب انکسار موثر در موجبر است. مکان روزنه هاي ورودي و خروجی آرایه ها بر روي قوسی از دایرهاي قرار دارد که دایرهي رولند ( Rowland (Circle نامیده میشود
