Εξομοίωση Αμιγώς Οπτικής Λογικής Πύλης Αποκλειστικου Ή Με Χρήση Του Συμβολόμετρου Mach-zehnder

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται εξομοίωση της λειτουργίας του συμβολόμετρου Mach-Zehnder ως αμιγώς οπτικής λογικής πύλης ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΟΥ Ή (XOR). Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκε το πρόγραμμα optical_gate.cpp σε γλώσσα προγραμματισμού C, στο βασικό μέρος του οποίου επιλύεται αριθμητικά το σύστημα των εξισώσεων που περιγράφουν τη διάδοση της ηλεκτρομαγνητικής ισχύος στους δύο ημιαγώγιμους οπτικούς ενισχυτές του συμβολόμετρου όπως και τη μεταβολή των κερδών τους. Στόχος της εξομοίωσης είναι η διερεύνηση της λειτουργίας της οπτικής λογικής πύλης και ο εντοπισμός κάποιων συγκεκριμένων τρόπων με τους οποίους επιτυγχάνεται η βελτιστοποίησή της. Επιχειρείται δηλαδή η διατύπωση κάποιων απλών κανόνων που οδηγούν στην καλύτερη λειτουργία της πύλης, κάτι το οποίο δεν καλύπτεται επαρκώς από την υπάρχουσα βιβλιογραφία. Επιπλέον, το πρόγραμμα optical_gate.cpp αποτελεί ένα σημαντικό εργαλείο εξομοίωσης, αφού τα εμπορικά προγράμματα εξομοίωσης δεν καλύπτουν επαρκώς τις ανάγκες τέτοιων φωτονικών διατάξεων.Εκτός από την εξομοίωση της λογικής πύλης ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΟΥ Ή (XOR) με χρήση του συμβολόμετρου Mach-Zehnder, περιγράφονται το μη γραμμικό συμβολόμετρο υπερύψηλων ταχυτήτων (UNI) και ο ενισχυτής laser ημιαγωγού σε καθρέφτη βρόχου (SLALOM). Επίσης, το πρόγραμμα optical_gate.cpp χρησιμοποιείται για την εξαγωγή αποτελεσμάτων που βοηθούν στην κατανόηση της λειτουργίας του ημιαγώγιμου οπτικού ενισχυτή και εξηγούν τον τρόπο με τον οποίο επηρεάζεται από ορισμένες παραμέτρους.