Geri Dön

Computationally efficient nanophotonic design through data-driven eigenmode expansion

Veri-tabanlı özkip açılımı yöntemi ile yüksek hesaplama performanslı nanofotonik aygıt tasarımı

PDF İndir

  1. Tez No: 904939
  2. Yazar: MEHMET CAN OKTAY
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİR SALİH MAĞDEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 68

Özet

Silikon fotonik bileşenleri, çip üstü fotonik uygulamalar geliştikçe üstün optik metrikleri karşılayan hızlı tasarım prosedürleri gerektirir. Bu tezde, kompakt ayak izlerinde çeşitli düşük kayıplı dalga kılavuzları tasarlamak için oldukça verimli ve esnek bir yöntem tanıtılmaktadır. Önerilen veri odaklı özkip genişleme yöntemi, dalga kılavuzlarını basamaklı özkip saçılma matrisleri ve yayılma matrisleri olarak temsil eder. Bu yöntem, 3D-FDTD'ye göre fiziksel doğruluklar elde ederken, geleneksel yöntemlerden kat ve kat daha hızlı olan onlarca milisaniyede dalga kılavuzlarının optik tepkisini simüle etmek için elektromanyetik hesaplamalar gerçekleştirmek üzere paralel veri işleme yaklaşımlarını kullanır. Doğrusal olmayan optimizasyon algoritmalarıyla birleştirilen bu sistem, geniş bant genişliklerinde neredeyse kayıpsız son teknoloji işlemi gösteren adiabatik konikleştiriciler, güç bölücüler ve dalga kılavuzu geçişleri tasarlar. Bu cihazlar, 3D-FDTD simülasyonları ve deneysel ölçümleriyle birlikte, bu metodolojinin yeteneklerini ve hesaplama verimliliğini vurgulamaktadır. Şu anda geliştirilmekte olan birkaç fotonik tasarım problemi, uygulanabilirliğini daha da gösterecektir.

Özet (Çeviri)

Silicon photonic components require rapid design procedures with state-of-the-art optical metrics as the on-chip photonic applications advance. In this dissertation, a highly efficient and flexible method is introduced for designing a variety of low-loss waveguides in compact footprints. The proposed data-driven eigenmode expansion method represents waveguides as cascading eigenmode scattering matrices and propagation matrices. This method uses parallel data processing approaches to perform electromagnetic computations for simulating the optical response of individual waveguides in tens of milliseconds, orders of magnitude faster than the conventional methods, while achieving physical accuracies respected to 3D-FDTD. This framework, coupled with nonlinear optimization algorithms, designs adiabatic tapers, power splitters, and waveguide crossings that show near-lossless state-of-the-art operation within broad bandwidths. These devices and their 3D-FDTD simulations and experimental measurements highlight this methodology's capabilities and computational efficiency. A few photonic design problems currently under development will further demonstrate its applicability.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    266033

    Novel design-based complex nanostructures in hybrid core-shell architectures for high-efficiency light generation

    Yüksek verimli ışık üretimi için melez çekirdek-kabuk mimarili yenilikçi dizayn temelli kompleks nanoyapılar

    İLKEM ÖZGE ÖZEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR

  2. Tez No

    650193

    Entegre fotonik cihazların tasarımına yönelik hesaplama tabanlı yaklaşımlar

    Integrated photonic device designs based on computational approaches

    EMRE BOR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAMZA KURT

    DOÇ. DR. MIRBEK TURDUEV

  3. Tez No

    904965

    Ultra-fast simulation and design of nanophotonic devices

    Nanofotonik cihazların ultra hızlı simülasyonu ve tasarımı

    AHMET ONUR DAŞDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİR SALİH MAĞDEN

  4. Tez No

    474914

    Computationally efficient approaches to integrated cardiac electrophysiology

    Bütünleşik kalp elektrofizyolojisi problemine sayısal olarak etkin yaklaşımlar

    ÖZGÜR PAŞAOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERDAR GÖKTEPE

  5. Tez No

    79327

    Computatinaly efficient voice dialling systems

    İşlemsel olarak verimli sesle telefon çevirme sistemi

    MUSTAFA HAKAN SOLMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. A. ENİS ÇETİN

Geri Dön