طراحی و شبیه‌ سازی رمزگشای پلاسمونی فشرده با نسبت تمایز بالا برای انتشار پلاسمون پلاریتون ‌های سطحی گرافن

در این پژوهش، با استفاده از نانو نوارهای گرافنی روی دی‌اکسید سیلیکون، یک کانال پلاسمونی با محصورکنندگی زیاد برای هدایت پلاسمون پلاریتون‌های سطحی طراحی شده است. با تنظیم پتانسیل شیمیایی گرافن می‌توان گذردهی کانال را کنترل کرد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند با اعمال ولتاژهای 1.5 و 8.3 ولت به نانونوار گرافنی می‌توان پتانسیل شیمیایی 0.1 و 0.5 الکترون ولت را به‌دست آورد و تلفات کانال را از 88.23 تا 0.91 دسی‌بل بر میکرومتر تغییر داد. بر این اساس، دو حالت صفر و یک منطقی و عمل کلیدزنی را می‌توان تحقق بخشید. ضریب شایستگی 975.43 نشان می‌دهد که نسبت خوبی بین محصورشدگی پلاسمون‌های سطحی و تلفات انتشار آنها برقرار است. طول تزویج 99.1 میکرومتر نشان می‌دهد که می‌توان نشتی توان به کانال مجاور را کنترل کرد و اندازه کوچک رمزگشای پیشنهادی که برابر 1.92 میکرومتر مربع است اهمیت کنترل نشتی توان را بیان می‌کند. نسبت تمایز رمزگشا 45.73 دسی‌بل است که توانایی افزاره در تفکیک سطوح منطقی یک و صفر را نشان می‌دهد. مقایسه ساختار به‌دست آمده از این پژوهش با کارهای دیگر تایید می‌کند که طرح پیشنهادی توانسته است بهبود عملکرد رمزگشای نوری را نتیجه دهد

design and simulation of compact plasmonic decoder with high contrast ratio for propagation of graphene surface plasmon polaritons

in this research, using graphene nano-ribbons on silicon dioxide, a plasmonic channel with high confinement has been designed for guiding surface plasmon polaritons. by adjusting the chemical potential of graphene, the channel’s conductivity can be controlled. simulation results show that by applying voltages of 1.5 and 8.3 volts to graphene nano-ribbons can obtained chemical potentials of 0.1 and 0.5 electron volts, and change the channel losses from 88.23 to 0.91 db/μm. accordingly, two logical states of zero and one and key switching operation can be realized. the figure-of-merit of 975.43 shows that there is a good ratio between the confinement of surface plasmons and their propagation loss. the coupling length of 99.1 μm shows that the power leakage to adjacent channel can be controlled and the small size of the proposed decoder, which is equal to 1.92 μm2 shows the importance of power leakage control. the discrimination ratio of the decoder is 45.73 db, demonstrating the ability of the device to distinguish logical levels of one and zero. comparison of the structure obtained in this research with other works confirms that the proposed design has been able to improve the performance of the optical decoder.