طراحی و تحلیل تمام-موج یک مدار مجتمع تمام-نوری فشرده دو منظوره برای پردازش سیگنال فوق سریع

معادلات دیفرانسیل معمولی نقش مهمی را در توصیف رفتار دینامیکی سیستمهای مختلف مهندسی ایفا می کنند. از طرفی، محاسبات با سرعت بالا و پردازش سیگنال با پهنای باند وسیع با استفاده از مدارهای مجتمع فوتونی فشرده با توان مصرفی کم قابل تحقق هستند. لذا، در این مقاله، یک مدار مجتمع تمام-نوری فشرده دو منظوره متشکل از میکرورزوناتور حلقوی، کوپلر جهتی، تقسیم کننده و تفریق کننده برای پردازش سیگنال های فوق سریع طراحی و تحلیل شده است. از این مدار تمام-نوری می توان به طور همزمان به عنوان حل کننده معادله دیفرانسیل مرتبه اول و مشتق گیر مرتبه اول استفاده کرد. تحلیل تمام-موج قطعات تشکیل دهنده این مدار مجتمع از طریق شبیه سازی حوزه فرکانس انجام شده و عملکرد آنها به طور دقیق مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، تحلیل عملکرد مدار طراحی شده با در نظر گرفتن پالس ورودی گوسی، با استفاده از روش عددی تفاضل محدود حوزه زمان سه بعدی (۳D-FDTD) انجام شده است. این مدار از ویژگی های منحصر به فردی مثل سرعت عملکرد بالا، فشرده بودن و قابلیت یکپارچه سازی با فناوری CMOS برخوردار است.

Keywords:

All-optical signal processing , Ordinary differential equation , Optical differentiator , Silicon microring resonator , Full-wave analysis. , پردازش سیگنال تمام-نوری , معادله دیفرانسیل معمولی , مشتق گیر نوری , میکرورزوناتور حلقوی سیلیکونی , تحلیل تمام-موج