مدلسازی عددی گیت منطقی فردکین مبتنی بر بلور نوری و اثرات غیر خطی در محدوده طول موج مخابراتی 1550 نانومتر

در این پژوهش به طراحی یک گیت فردکین تمام نوری در محدوده طول موج کاری 1550 نانومتر پرداخته ایم. ساختار پیشنهادی دارای ابعاد کوچک نسبت به تحقیقات ارزشمند گروه های تحقیقاتی پیشین می باشد. اساس اصلی این طراحی ایجاد حفره های هوایی بر بستر سیلیکون است. بستر سیلیکونی استفاده شده با شعاع 466 نانومتر و حفره های هوایی ایجاد شده دارای 177 نانومتر شعال می‌باشند. جهت مدلسازی ساختار پیشنهادی روش حل عددی تفاضل محدود در حوزه زمان مورد استفاده قرار گرفته است. جهت بررسی استفاده اثر غیرخطی در مدل پیشنهادی، از یک حلقه غیر خطی از جنس گلس دوپ شده با ضریب شکست 1.4 و ضریب شکست غیر خطی 14-^10 m^2/w استفاده شده است. جهت ارزیابی دقیق مدل پیشنهادی پارامترهای پاسخ زمانی و نرخ کنتراست بررسی شده است. همانطور که نتایج نشان می دهد، بهترین زمان خیزش 0.21 ps و زمان افت 0.02 ps، و همچنین نرخ کنتراست 4.31 db خواهد بود.

numerical modeling of a fredkin gate using photonic-crystal-based nonlinear effects around the 1550 nm telecommunication wavelength

in this paper, a fredkin gate using photonic-crystal around the 1550 nm telecommunication wavelength is modelled. the proposed structure has a compact footprint compared with previous works of research groups. the proposed structure is based on air holes on silicon substrate. silicon substrate and air holes have 466 nm and 177 nm radius, respectively. for analyse of the structure finite-difference-time-domain (fdtd) is applied. to access of nonlinear effects, a glass ring with refractive index of 1.4 and 10-14m2/w is used. to benchmark of the model, response time and contrast ratio is investigated. numerical results show, in the best case, raise time of 0.21 ps, fall time of 0.02 ps as well as 4.31 contrast ratio can be obtained.