کنفرانس مهندسی برق ایران

صفحه اصلی / سی و سومین کنفرانس بین المللی مهندسی برق

طراحی مدولاتور الکتروجذبی پلاسمونیک مبتنی بر Vo2 باساختار اسلت برای بهبود عملکرد در طول موج 1550 نانومتر مخابراتی

نویسندگان :

حبیبه صمدی¹ حمید واحد² هادی صوفی³

1- دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر،دانشگاه تبریز، تبریز، ایران 2- Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Tabriz 3- Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Tabriz

کلمات کلیدی :

اسلت،پلاسمونیک،Vo2،مدولاتور الکتروجذبی،Electro-absorption Modulator،Plasmonic،Vanadium dioxid،Slot

چکیده :

چکیده - در این مقاله، طراحی و شبیهسازی یک مدوالتور پالسمونیک الکترو-جذبی مبتنی بر ماده تغییر فاز VO2 برای کاربردهای مخابرات نوری ارائه شده است. ساختار پیشنهادی شامل دو موجبر سیلیکونی با الیه های VO2 و SiO2 در اطراف آن است که توسط اسلت از همدیگر جدا شده است . شبیهسازی ها با استفاده از روش FDTD در نرم افزار Lumerical و با انتخاب عرض موجبر 500 نانومتر انجام شده و اثر پارامترهای هندسی مانند طول مدوالتور و عرض اسلت بر عملکرد مدوالتور بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که در طول موج 1550 نانومتر و طول مدوالتور 500 نانومتر، مقدار بهینه FOM برابر با 12.42 و ERبرابر با dB/µm(6.34 ) به دست آمده است. همچنین عرض اسلت 60 نانومتر بهترین کارایی را با کاهش تلفات و افزایش کارایی ارائه داده است. این طراحی با ارائه تلفات کم، نسبت خاموشی باال، و ابعاد مناسب، گزینه ای ایده آل برای استفاده در سیستم های مخابرات نوری پیشرفته محسوب میشود.Abstract— In this paper, the design and simulation of a plasmonic electro-absorption modulator (EAM) based on the phase-change material VO2 for optical communication applications are presented. The proposed structure consists of two silicon waveguides with VO2 and SiO2 layers surrounding them, separated by a slot. Simulations were performed using the FDTD method in the Lumerical software. The effects of geometric parameters, such as the modulator length and slot width, on the modulator’s performance were investigated. The results indicate that at a wavelength of 1550 nm and a modulator length of 500 nm, the optimal FOM was 12.42, and the ER was 6.34 dB/μm. Furthermore, a slot width of 60 nm demonstrated the best performance by reducing losses and enhancing efficiency. This design, with its low insertion loss, high extinction ratio, and compact dimensions, is an ideal candidate for advanced optical communication systems