بخشی از مقاله
چکیده - در این مقاله میزان تأخیر بر حسب شدت پمپ محاسبه و نشان داده شده است که با توجه به بزرگی ضرایب رامان در سیلیکون، میکرو حلقه هاي سیلیکونی عناصر مناسبی براي ایجاد تأخیر در مدارهاي انتگره نوري می باشند. اگر سیگنالی که می خواهیم مدوله کنیم را به عنوان پمپ و یک قطار پالس به عنوان سیگنال به یک موجبر که به حلقه سیلیکونی کوپله شده است وارد شوند، پالس هاي خروجی متناسب با دامنه پمپ تأخیر می یابند. پس پیکر بندي مذکور - یک موجبر و یک میکرو حلقه سیلیکونی - می تواند به عنوان یک مدولاتور موقعیت پالس عمل کند.
در مرجع نشان داده شده است که ضریب بهره رامان در سیلیکون تقریباً 104 برابر سیلیس - فیبر - است. البته با توجه به اینکه سیلیکون نیمه هادي بوده و در فرکانس هاي مخابراتی جذب دو فوتونی امکان پذیر است و حامل هاي آزاد باعث جذب و پراکندگی نور می شوند، بنایراین ضریب تقویت مؤثر کمتر از 104 برابر سیلیس می باشد. ولی با این وجود بسیار بزرگتر از سیلیس می باشد. به علاوه پهناي باند بهره رامان در سیلیکون حدود صد برابر کوچکتر از فیبر نوري - سیلیس - می باشد. بنابراین به صورت مؤثر سرعت گروه در سیلیکون حدود 106 برابر کمتر از سرعت گروه در فیبر نوري می باشد. چنین امکانی باعث شده است که از موجبر سیلیکون در مدارهاي انتگره نوري به عنوان خط تأخیر کنترل شده استفاده شود .با توجه به اینکه ضریب شکست سیلیکون - n=3.4 - نسبت به سیلیس بزرگ می باشد، نور در موجبرهاي سیلیکونی نسبت به سیلیس بسیار مقیدتر بوده و در صورت ساختن میکرو حلقه از آن،
افت خمشی بسیار کمتر از میکرو حلقه سیلیسی خواهیم داشت. از طرفی انبارش میدان در میکرو حلقه ها باعث می شود که اثرات غیر خطی و از آن جمله اثر رامان بیشتر خود نمایی کنند .[4] در این مقاله انتشار موج در داخل میکرو حلقه با شدت پمپ زیاد و شدت سیگنال اندك مورد بررسی قرار گرفته است. توزیع فضایی شدت پمپ در فرکانس پمپ و توزیع فضایی و زمانی براي سیگنال به دست آمده است.نتایج به دست آمده در مورد تجزیه و تحلیل مدولاتور تمام نوري موقعیت پالس به کار گرفته شده است.
مبانی نظري
اساسی ترین عنصر مدار مجتمع فوتونیک مورد بحث میکرو حلقه اي است که در کنار یک موجبر قرار گرفته باشد در حالت تشدید میدان الکتریکی در داخل میکرو حلقه انباشته شده و مقدار آن بسیار بزرگتر از میدان الکتریکی در موجبر می شود. با افزایش مقدار میدان الکتریکی در داخل میکرو حلقه، پدیده هاي غیر خطی از جمله رامان خودنمایی می کنند و ضرایب شکست و جذب محیط تحت تأثیر شدت نور ورودي قرار می گیرند. با فرض اینکه میکرو حلقه از سیلیکون ساخته شده باشد و موجبر با دو فرکانس پمپ - ωp - و سیگنال - ωs - تحریک شده باشد.
بهمن 85، مرکز تحقیقات مخابرات ایران که در آنها n - ω - ضریب شکست خطی و Ωf فرکانس تشدید سیلیکون و γ ثابت میرایی نوسانات الکترونی و R0 پاسخ رامان وε0 ثابت گذردهی الکتریکی خلأ می باشد. در سیستم مذکور با تغییر توان پمپ علاوه بر افزایش ضریب تقویت در حلقه میکرونی، ضریب شکست محیط نیز افزایش یافته، منجر به تغییر سرعت نور در محیط می شود. بنابراین با تغییر توان پمپ زمان تأخیر سیگنال را می توان کنترل کرد. در صورتی که سیگنال قطاري از پالس هاي تیز انتخلب شده باشد، به عنوان نمونه خروجی یک لیزر مد قفل شده به ورودي سیگنال وصل شده و سیگنالی که قرار است مدوله شود در ورودي پمپ قرار گیرد، آنگاه میزان تأخیر هر یک از پالس هاي ورودي، توسط توان پمپ در لحظه ورود آنها تعیین می شود. یعنی عمل مدولاسیون موقعیت به راحتی انجام شده است. در نیمه هادي سیلیکون در طول موج هاي مخابراتی، جذب دو فوتونی صورت می پذیرد. بنابراین تعداد حامل هاي آزاد، که β 2 ضریب جذب دو فوتونی و τf طول عمر حاملین بار آزاد می باشد.
با استفاده از Ip - z - که از رابطه - 17 - بدست می آید از - 16 - به محاسبه مقدار Ip - t,0 - می پردازیم و مجدداً با استفاده از معادله جبري - 17 - تابع را محاسبه می کنیم. این فرایند ادامه می یابد تا جایی که با متر L2 - R - فاصله جواب هاي متوالی از خطاي مورد علاقه کمتر شده و بدین ترتیب توزیع شدت نور پمپ در داخل میکرو حلقه به دست می آید. شکل 2 این توزیع را نمایش می دهد. با توجه به اینکه α p و β p تابع Ip - t,z - می باشند، معادلات - 11 - و - 16 - در هم تنیده بوده و حل آنها نسبتاً پیچیده است. در این مقاله، براي حل این معادله از روش تقریب
