بخشی از مقاله
چکیده - در این مقاله یک تقسیمکنندهی توان پلاسمونیک جدید با نوارهای عایق روی یک صفحهی فلزی پیشنهاد و شبیهسازی شده است. موج در فرکانس نوری در موجبر نواری سیلیکون-پلاسمونیک ورودی وارد یک بخش باریکشوندهی گوهایشکل شده و با تزویج به دو بخش گوهایشکل مجاور خود که سر آنها در جهت مخالف قرار گرفته، با تلف قابل قبولی به دو موجبر خروجی تقسیمکننده میرود.
این افزاره به علت استفاده از بخشهای گوهایشکل، پهنای باند بالایی دارد. استفاده از سطح مشترک عایق-فلز و در نتیجه انتشار موج در مد پلاسمونیک باعث کوچکترشدن اندازهی افزاره نسبت به تقسیمکنندهی توان غیرپلاسمونیک با طراحی مشابه شده است. نوارهای خروجی میتوانند از جنس سیلیکون یا یک مادهی عایق با ضریب شکست متفاوت مثلاً پلیمر باشند. در اینصورت چنین تقسیمکنندهای میتواند در اتصال سایر افزارههای پلاسمونیک به یکدیگر مانند اتصال موجبر سیلیکونی به یک مدولاتور ماخ-زندر شامل دو مدولاتور فاز پلاسمونیک پلیمری بهکار برده شود.
-3 نتایج شبیهسازی و بحث
در این بخش نتایج توزیع میدان در تقسیمکنندهی توان و نیز اتلاف افزاره ارائه و بحث میشود. ازآنجاکه مد اصلی انتشاری در سطح مشترک عایق-فلز TM است، به ترسیم میدان الکتریکی عرضی - عمود بر سطح مشترک - بسنده شده است.
1؛-3 تقسیمکننده با نوارهای ورودی و خروجی سیلیکونی
در حالت اول، هم نوار ورودی و هم نوارهای خروجی سیلیکونی فرض شدهاند. ضریب شکست سیلیکون برابر nSi 3.48 است. با استفاده از پیمایش پارامترهای هندسی افزاره برای داشتن کمترین اتلاف، مقدار عرض نوار سیلیکونی 310 نانومتر، ضخامت آن 155 نانومتر و طول قسمت گوهایشکل 2050 نانومتر حاصل شده است. طول کل قطعه کمتر از 6 میکرومتر است. در شکل 2 توزیع میدان الکتریکی عرضی از نمای بالای تقسیمکننده مشاهده میشود. ملاحظه میشود که موج از سمت چپ پس از ورود به بخش باریکشوندهی گوهایشکل، میدان خود را به تدریج به دو بخش گوهایشکل مجاور تزویج میکند.
شکل -2 نمای بالای توزیع میدان الکتریکی عرضی.
شکل 3 توزیع میدان الکتریکی عرضی را در سطح مقطع عرضی در موجبر نواری ورودی - الف - و در یکی از موجبرهای نواری خروجی - ب - نشان میدهد. مشاهده میشود که بخش اصلی میدان به سطح مشترک سیلیکون-فلز تزویج شده است که آن را برای کاربرد احتمالی در یک افزارهی فعال با اندازهی کوچک مناسب میسازد. همچنین شکل میدان پس از تقسیم حفظ شده است. مقدار S21 5.5dB در طولموج 1550 نانومتر در این تقسیمکننده حاصل شده است.
