نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• فاطمه محمودی راد
• ابوالفضل صفایی بزگ آبادی
• حمیدرضا بختیاری زاده

گروه نانوفناوری، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران

چکیده

در این مقاله یک موجبر نواری با استفاده از نرم افزار کامسول طراحی شده و مشخصات اپتیکی آن شبیه سازی گردیده است. نتایج نشان می دهند که این موجبر دارای دو مد انتشاری شامل یک مد TE و یک مد TM می باشد. برای این دو مد پروفایل میدان الکتریکی در چند طول موج شاخص رسم شده است. همچنین ضریب شکست موثر، پاشندگی موجبر و سطح مقطع موثر مدی بررسی شده است. برای این ساختار و در بازه طول موجی مورد بررسی ضریب شکست موثر مد TM همواره از TE بزرگتر بوده و هر دو مد در بازه طول موج مورد بررسی دارای یک طول موج با پاشندگی صفر هستند که برای مد TM در نزدیکی 2/5 میکرومتر و برای مد TE در 2/12 میکرومتر واقع شده است. از نتایج شبیه سازی مشاهده می شود که سطح مقطع موثر هر دو مد از مرتبه یک دهم میکرومتر مربع می باشد و با طول موج رشد چندانی ندارد مضافا اینکه سطح مقطع موثر برای مد TE ابتدا افزایش یافته و سپس کاهش می یابد. در انتها با بهره گیری از معادلات حاکم بر فرآیند تولید طیف ابرپیوستار در موجبرهای سیلیکونی، به مطالعه طیف ابرپیوستار در موجبر پیشنهادی پرداخته می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که با
توجه به ویژگی های پالس تزریق شده، پهن شدگی طیفی یک اکتاوی در خروجی موجبر ایجاد می شود.

کلیدواژه‌ها

• موجبر سیلیکونی نواری
• پاشندگی
• پروفایل میدان الکتریکی
• ضریب شکست موثر
• سطح مقطع موثر مدی

موضوعات

• اپتیک و فوتونیک

عنوان مقاله [English]

Design of a strip silicon waveguide and its optical characteristics ‎

نویسندگان [English]

• Fatemeh Mahmoudirad
• Abolfazl Safaei Bezgabadi
• Hamid Reza Bakhtiarizadeh

Department of Nanotechnology, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran.

چکیده [English]

Due to the significant advancements in silicon photonics, this paper presents a design of a strip silicon waveguide using COMSOL software, and its optical characteristics are simulated. The results show that this waveguide has two propagating modes, Transverse Electric (TE) mode and one Transverse Magnetic (TM) mode. The electric field profiles for these modes are illustrated at specific wavelengths. In addition, the effective refractive index, waveguide dispersion, and effective mode area have been investigated. For the proposed structure, the effective refractive index of the TM mode is always greater than that of the TE mode. Both modes have a zero dispersion wavelength over the examined wavelength range, occurring around 2.5 μm for the TM mode and approximately 2.12 μm for the TE mode. Our findings show that the effective mode area of both modes is on the order of one-tenth of a square micrometer and does not increase much with increasing wavelength. Furthermore, the effective mode area for the TE mode first increases and then decreases. Finally, by utilizing the equations governing the supercontinuum generation process in silicon
waveguides, this process is studied in the proposed waveguide. The simulation results indicate that, depending on the characteristics of the injected pulse, the output from the waveguide achieves a spectral broadening of one octave.

کلیدواژه‌ها [English]

• Strip silicon waveguide
• Dispersion
• Electric field profile
• Effective mode index
• Effective mode area