جلسه دفاع پایان‌نامه: محمدرضا معینی فخرداود، گروه الکترونیک
عنوان پایان‌نامه: طراحی و تحلیل دی مالتی پلکسر تراهرتز توپولوژیکی
ارائه کننده: محمدرضا معینی فخرداود استاد راهنما: دکتر وحید احمدی استاد ناظر داخلی: دکتر محمدکاظم مروج فرشی استاد ناظر خارج از دانشگاه: دکتر سیده مهری حمیدی سنگدهی (دانشگاه شهید بهشتی) تاریخ: ۱۴۰۳/۰۴/۳۱ ساعت: ۹ مکان: کلاس 01/6
چکیده: فوتونیک توپولوژیکی یا عایق های نوری توپولوژیکی، یک رشته ی نوظهور در فوتونیک است که از اصول فیزیک ماده متراکم الهام می گیرد. این رشته، حالت های لبه ای را در بلورهای فوتونی یا به طور کلی سیستم های فوتونیکی پیش بینی می کند که این مدهای لبه در برابر نواقص و عیوب مقاوم هستند. علاوه بر این، بخاطر شکست تقارن اعم از تقارن بازگشت زمانی یا تقارن آینه ای، این مدهای لبه یک طرفه هستند و فقط در یک جهت منتشر می شوند. این ویژگی ها باعث شده که دستگاه های نوری مبتنی بر فوتونیک توپولوژیکی عملکرد و انعطاف پذیری بیشتری داشته باشند. در این تحقیق از عایق های توپولوژیکی نوری در ادوات نوری مختلف در دو حوزه ی فرکانسی گیگاهرتز و تراهرتز استفاده شده است. ابتدا موج بر و تقسیم کننده ی توان مبتنی بر فوتونیک توپولوژیکی مغناطیسی برای فرکانس ۷.۶۳ گیگاهرتز طراحی و شبیه سازی شده است. سپس با بررسی نواقص مختلف در ساختار مورد نظر، مد رزونانسی مشخصی در سیستم به وجود آوردیم که باعث بهبود عملکرد دستگاه می شود. نتایج نشان می دهد ضریب کیفیت مد رزونانسی در بلور فوتونی توپولوژیکی از مرتبه ی ۱۰۶ می باشد که ۱۰۰ مرتبه از ضریب کیفیت مد رزونانسی در بلور فوتونی معمولی بیشتر است. سپس برای طراحی ادوات نوری برای فرکانس تراهرتز از بلورهای فوتونیکی سیلیکونی بهره برداری کردیم. با شکست تقارن آینه ای در ساختار گرافنی بلور فوتونی سیلیکونی، موجبر توپولوژیکی مبتنی بر خاصیت دره طراحی و شبیه سازی کردیم که طیف عبوری نزدیک به ۱۰۰ درصد دارد و می تواند در برابر پیچ خوردگی ساختار مقاومت کند. در ادامه، با مهندسی مرزهای بلور فوتونی دره ای یک دی مالتی پلکسر فرکانسی طراحی شده است که می تواند در دو پنجره فرکانسی ۰.۷ تا ۰.۹ و ۱.۴ تا ۱.۶ تراهرتز عمل کند. ساختار طراحی شده می تواند فرکانس های ۰.۸ و ۰.۸۵۱ تراهرتز را در پنجره ی اول و فرکانس های ۱.۴۸۷ و ۱.۴۸۰ تراهرتز را در پنجره ی دوم تفکیک کند. همچنین در فرکانس های ۰.۸۴۴ و ۱.۴۸۶ تراهرتز می تواند به عنوان تقسیم کننده ی توان تراهرتز مورد استفاده قرار بگیرد. در نهایت با بهره گیری از دو روش مختلف، مهندسی نقص در ساختار و مهندسی مرزهای توپولوژیکی، ایده ی دی مالتی پلکسر دو شاخه ای را به شاخه های بالاتر (سه شاخه) بسط داده ایم. به این معنا که ساختار طراحی شده می تواند سه فرکانس مختلف در هر پنجره را تفکیک نماید.