Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers

fa طراحی تزویج گر غیرخطی پلاسمونی با بازدهی تزویج بالا در محدوده باندهای مخابرات نوری Design of a Nonlinear Plasmonic Coupler with High Coupling Efficiency over All Optical Communication Bands الکترونیک Electronic پژوهشي Research یکی از چالش‌های موجود در ادوات نوری به خصوص تزویج‌گرها، کاهش ابعاد و تلفات کلی ساختار است. در این مقاله یک تزویج‌گر جهتدار پلاسمونی غیرخطی که شامل دو موجبر MIM (فلز-دی‌الکتریک-فلز) است، پیشنهاد شده است. در این طرح، از یک زائده ذوزنقهای شکل در ناحیه موجبر ورودی و خروجی جهت کاهش طول تزویج استفاده شده است و با توجه به اثر کر در ماده غیرخطی موجبر دیالکتریک، میزان انتقال توان در خروجی‌ها کنترل پذیر است. نتایج تحلیل عددی توسط روش تفاضل متناهی در حوزه زمان نشان می‌دهد که بازدهی تزویج و طول تزویج ساختار پیشنهادی در توان ورودی W/µm4 و طول موج nm1550، به ترتیب برابر 90% و nm650  است. همچنین، در طول موج nm1310 و در توان ورودی W/µm25 ، بازدهی تزویج برابر 92%  و طول تزویج آن برابر با nm510 به دست میآید. بنابراین طرح پیشنهادی در حالت توان ورودی کم، دارای بازدهی تزویج بیش از 80% در اکثر باندهای مخابراتی (nm1260 تا nm1675) است. There are two important issues in the design of optical devices and in special in optical couplers; down scaling and loss reduction. In this paper, a nonlinear plasmonic directional coupler consisting of two MIM (metal- insulator- metal) waveguides is proposed. In order to reduce the coupling length, part of the waveguides structure is designed in the shape of a trapezoid. Numerical analysis using finite-difference time-domain method shows that the coupling length of this scheme is 510nm for the input power of 100W/µm and at the wavelength of 1310nm. Also, the proposed coupler exhibits the coupling efficiency of more than 80% for the input power of 100W/µm over all the optical communication bands (1260-1675nm). The other property of this coupler is being able to control the output power which is the advantage of using the nonlinear waveguides. تزویج‌گر پلاسمونی, موجبر MIM, اثر کر, بازدهی تزویج , طول تزویج Plasmonic Coupler, MIM Waveguide, Kerr Effect, Coupling Efficiency, Coupling Length. 65 71 http://jiaeee.com/browse.php?a_code=A-10-1989-1&slc_lang=fa&sid=1 Maryam Pourmahyabadi مریم پورمحی آبادی Pourmahyabadi@uk.ac.ir 10031947532846009314 10031947532846009314 Yes Shahid Bahonar University of Kerman آزمایشگاه الکترونیک نوری، بخش برق، دانشکده فنی، دانشگاه شهید باهنر کرمان Alireza Hajhosseini علیرضا حاج حسینی A.Hajhosseini72@eng.uk.ac.ir 10031947532846009315 10031947532846009315 No Shahid Bahonar University of Kerman آزمایشگاه الکترونیک نوری، بخش برق، دانشکده فنی، دانشگاه شهید باهنر کرمان