A novel geometry parameterization, optimization and simulation of realistic AL2O3-based optical waveguide Y-branches
Gerçekçi AL2O3 tabanlı Y-dallı optik dalga kılavuzlarında yeni bir geometri parameterizasyonu, optimizasyonu ve simülasyonu
- Tez No: 590845
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FERİDUN AY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dalga kılavuzları, Dielektrik dalga kılavuzu, Parçacık sürü optimizasyonu, Waveguides, Dielectric waveguide, Particle swarm optimization
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Entegre optiklerin, birkaç on yıl önce gömülü elektroniklerin gösterdiğine benzer bir büyüme oranı göstermesi beklenmektedir. Bununla birlikte, büyümesini sürdürmek ve oldukça işlevsel, yoğun biçimde entegre edilmiş optik cihazlar üretmek için gelişmiş tasarım yöntemleri geliştirilmelidir. Bu tezde, bir optimizasyon yönteminin güçlü bir elektromanyetik çözücü ile nasıl birleştirileceğini, bu teknikle bazı sınırlamaları yerine getirirken optimal tasarımları bulabilecek bir tasarım aracı oluşturulabileceğini gösterdik. Bunu elde etmek için, Sonlu Fark Zaman Çizelgesi elektromanyetik çözücüsü ile 1 μm çözünürlükteki standart litografi tasarımlarının üretimini sağlarken, tek modlu, optik Y-Dallı dalga kılavuzunun ideal geometrisini tanımlamak için bir parçacık tarama optimizasyon algoritması kullandık. Önerilen tasarım 1450 ila 1580 nm dalga boyları aralığında 0.45 dB'lik ortalama toplam ekleme kaybına sahiptir ve yaklaşık olarak 40 ila 10 μm bir ayak izi vardır. Araştırmamızın genel bakış açısı yeni tasarım parametrelerinin uygulanmasını ve ağır yol gösterici malzeme işlemlerinden daha zor olan zayıf yönlendirilmiş bir malzeme sisteminin, yani SiO2 üzerinde Al2O3'ün kullanılmasını içermektedir. Son olarak, bu tezde sunulan tüm simülasyonlar, simülasyonların gerçeği yansıtması için son derece önemli olduğu kanıtlanan gerçekçi bir dalga kılavuzu geometrisine dayanmaktadır. Bu tezde, aktif ve pasif entegre optik bileşenlerin gerçekleştirilmesi için çok umut verici olduğu olan Atomik Katman Kaplama biriktirme tekniği kullanılarak büyütülen amorf Al2O3 seçilmiştir.
Özet (Çeviri)
Integrated optics are expected to exhibit a growth rate similar to that exhibited by integrated electronics several decades ago. However, in order to maintain its growth and to produce highly functional, densely integrated optical devices, advanced design methods should be developed. In this thesis, we showcased how to merge an optimization technique with a powerful electromagnetic solver to form a design tool which is capable of finding optimal designs while fulfilling some constraints. Namely, we used Particle Swarm Optimization algorithm combined with Finite-Difference Time-Domain electromagnetic solver to find the optimal geometry of a single-mode optical waveguide Y-branch while ensuring design fabricability within a 1 μm-resolution standard lithography. The proposed design has a mean total insertion loss of 0.45 dB over wavelengths ranging from 1450 to 1580 nm with a footprint of around 40 by 10 μm. Novel aspects of our work include the introduction of a new design parameterization and the usage of a weakly guiding material system, namely Al2O3 over SiO2 which is more challenging than strongly guiding material systems. Finally, all simulations presented in this thesis are based on a realistic waveguide geometry which proved to be extremely important for simulations to reflect reality. In this thesis, amorphous Al2O3 grown using Atomic Layer Deposition technique was chosen because it is very promising for the realization of active and passive integrated optical components.
Benzer Tezler
- Developing CHARMM compatible force fields for novel drug
İlaç adayları için CHARMM uyumlu kuvvet alanı geliştirme
EMRE GÜRSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyofizikTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. NURDAN DEMİRCİ SANKIR
PROF. DR. TURGUT BAŞTUĞ
- Design and optimization of variable stiffness composite structures modeled using Bézier curves
Bézier eğrileriyle modellenen değişken katılıklı kompozit yapıların tasarımı ve optimizasyonu
ONUR COŞKUN
Doktora
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
- VA ve VIA grubundaki elementlerin HOMHED yapısal aromatiklik indisi parametrelerinin belirlenmesi
Determination of HOMHED structural aromaticity index parameters of elements in group-15 and group-16
ELİF KANAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. HANDE KARABIYIK
- Integrated CFD-based reduced-order modeling for ice accretion and aerodynamic performance predictions
Bütünleşik CFD tabanli indirgenmiş dereceli model ile buz birikimi ve aerodinamik performans tahmini
ÖMER AKBAL
Doktora
İngilizce
2026
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ORHAN KAYA
- Weak calibration and image-based rendering algorithms
Kalibrasyon ve imge-tabanlı üretme algoritmaları
YAKUP GENÇ
Doktora
İngilizce
1999
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolUnıversıty Of Illınoıs At Urbana-ChampaıgnBilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. JEAN PONCE