Τίτλος: “Μελέτη και προσομοίωση ολοκληρωμένων οπτικών διατάξεων επαναρυθμιζόμενων πολυπλεκτών WDM”
Καθώς ο όγκος των δεδομένων που μεταδίδεται καθημερινά αυξάνει όλο και περισσότερο και το κομμάτι της κίνησης που μεταφέρεται από/προς κινητές συσκευές μεγαλώνει, υπάρχει όλο και μεγαλύτερη ανάγκη τα ευρυζωνικά δίκτυα του μέλλοντος πέμπτης γενιάς (5G) να υποστηρίζουν μεγαλύτερες ταχύτητες μετάδοσης, Η μετάβαση σε φασματικές ζώνες του αέρα που προσφέρουν μεγαλύτερο εύρος ζώνης πρέπει να συνοδευτεί από βελτιώσεις στο οπτικό μέρος του δικτύου που υποστηρίζει την ασύρματη πρόσβαση. Η ικανοποίηση της διογκωμένης οπτικής χωρητικότητας θα βασιστεί σε αξιοποίηση WDM πολυπλεξίας. Στο βαθμό που θα χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερες εφαρμογές πολυπλεξίας σήματος, θα εμφανίζεται και η ανάγκη για πολυπλέκτες και απο-πολυπλέκτες σε WDM συστήματα.
Τέτοια κυκλώματα πολυπλεξίας/αποπολυπλεξίας μπορούν να υλοποιηθούν και σε ποικίλες πλατφόρμες μικρο-ολοκλήρωσης. Η υιοθέτηση ολοκληρωμένων οπτικών κυκλωμάτων με σκοπό να επιτελείται με ακρίβεια, γρήγορα και με χαμηλό κόστος η μεταγωγή των οπτικών καναλιών πληροφορίας σε διαφορετικούς κόμβους του δικτύου φαντάζει ως μία από τις μοναδικές λύσεις που θα υιοθετηυούν σε δίκτυα πέμπτης γενιάς (5G). Αναλαμβάνοντας αυτή τη λειτουργία της μεταγωγής ένα οπτικό ολοκληρωμένο κύκλωμα σταθερού φασματικού πλέγματος (fix-grid) ή προσαρμοσμένου φασματικού πλέγματος (flex-grid), επιτυγχάνεται η διατήρηση μικρών απωλειών στο οπτικό σήμα μετάδοσης, η απλή και αποτελεσματική θερμο-οπτική διάταξη ελέγχου καθώς και η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
Στα πλαίσια της διπλωματικής αυτής εργασίας, θα μελετηθούν οι συνθήκες κυματοδήγησης φωτός σε μήκη κύματος που χρησιμοποιούνται στα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα (1550nm) σε ολοκληρωμένα οπτικά κυκλώματα και πιο συγκεκριμένα σε μονορυθμικούς κυματοδηγούς τετραγωνικής και ορθογώνιας διατομής. Έπειτα, θα μοντελοποιηθεί και θα προσομοιωθεί η λειτουργία ολοκληρωμένων φωτονικών δομών δακτυλίων καθώς και η συμπεριφορά τους ως οπτικά φίλτρα συντονισμού προσθετικής/αφαιρετικής πολυπλεξίας (ROADMs). Η διερεύνηση στα πλαίσια της εργασίας θα εστιάσει στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της δομής, την τοπολογία των δακτυλίων και τα χαρακτηριστικά των παθητικών δομών σύζευξης που χρησιμοποιεί. Πιο σύνθετες δομές οπτικών φίλτρων συντονισμού βασισμένων σε σειριακές/παράλληλες διατάξεις δακτυλίων θα μελετηθούν σε επόμενα βήματα, καθώς και τα φασματικά τους χαρακτηριστικά. Στο τελικό στάδιο της εργασίας θα εξετασθεί η απόδοση των συγκεκριμένων σχεδιασμενων δομών σε πλατφόρμα ολοκλήρωσης Πυριτίου (Si) και σε πλατφόρμα ολοκλήρωσης Νιτριδίου του Πυριτίου (SiN).
Η μοντελοποίηση σε κυκλωματικό επίπεδο θα διεξαχθεί σε περιβάλλον προσομοίωσης Aspic. Η πλήρης Ηλεκτρομαγνητική προσομοίωση των φωτονικών δομών σε συγκεκριμένες πλατφόρμες ολοκλήρωσης θα διεξαχθεί σε ειδική πλατφόρμα προσομοίωσης φωτονικών ολοκληρωμένων διατάξεων Lumerical χρησιμοποιώντας μεθόδους πεπερασμένων διαφορών στο πεδίο του χρόνου.
Χρήσιμες γνώσεις:
- Αρχές ηλεκτρομαγνητισμού
- Αρχές φωτονικής τεχνολογίας
Ελάχιστος χρόνος εκπόνησης: 6 μήνες
Contact Persons: Δημήτρης Αποστολόπουλος, Γιάννης Πουλόπουλος
Email: apostold@mail.ntua.gr, jpoul@mail.ntua.gr
