Analysis of metal-clad TM-pass polarizers using the method of lines

(2001) Analysis of metal-clad TM-pass polarizers using the method of lines. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
10109.pdf

Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

تعتبر المستقطبات إحدى العناصر المهمة في مجال الدوائر البصرية المصغرة . نقوم في هذا البحث بدراسة نوعان من المستقطبات المغطاة بمعدن والتي تقوم بالسماح للموجات الكهرومغناطيسية ذات المجال المغناطيسي العرضي (Trasnverse Magnetic, TM) بالنفاذ بينما لا تسمح بنفاذ الموجات ذات المجال الكهربائي العرضي (Transverse Electric, TE) . النوع الأول من هذه المستقطبات يقوم بنقل موجات TM بخسارة صغيرة بينما يقوم بنقل موجات TE بخسارة عالية جداً . أما النوع الثاني من المستقطبات فإنه يحتوي على حزوز بالإضافة للمعدن . هذا النوع من المستقطبات يسمح بارتداد موجات TM بخسارة صغيرة بينما يقوم برد موجات TE بخسارة عالية جداً . بالنسبة للنوع الثاني من المستقطبات نقم بحساب طيف المرور وكذلك طيف الارتداد في الحالات التالية : تغير سمك الطبقة ذات معامل الانكسار العالي وتغير العدد الكلي للحزوز وتغير عمق الحزوز وكذلك تغير طول الجزء المغطي بالمعدن . أما الطريقة الرقمية المستخدمة في هذه الحسابات فهي مبنية على طريقة الخطوط (Method of Lines, MOL) بالإضافة إلى طريقة التجميع والمضاعفة وذلك للتقليل من الجهد الحسابي المطلوب من الحاسب الآلي . بالإضافة إلى ما سبق ذكره فإننا قمنا باستخدام تقريب عالي الدرجة لحل معادلة الموجة بطريقة رقمية مع استخدام طبقة ماصة مثالية للتخلص من الإشعاع الكهرومغناطيسي الناجم عن وجود انقطاع فجائي في موجه الموجة .

English Abstract

The polarizers are important elements of integrated optical circuits. In this research work, two types of metal-clad TM-pass polarizers, transmission mode polarizer and reflection mode polarizer, are studied. In the first type, the TM polarized waves are transmitted with low-loss, while TE polarized wave are transmitted with very high loss. The second type of polarizer has corrugations in its structure. It functions by reflecting TM waves with low-loss, while the reflected TE polarized waves are highly attenuated. The reflection and transmission spectra of the reflection mode polarizer are calculated for different high-index buffer layer thicknesses, different number of grating periods, different groove depths and different length of metal-clad section. The Method of Lines (MOL) with the Cascading and Doubling Algorithm is applied to model the multi-layer waveguide structure with periodic corrugations. Higher-order approximations of the second derivative (∂²/∂χ²) operator with appropriate interface conditions are used. The Perfectly Matched Layer (PML) absorber is used to absorb the radiated fields due to the presence of longitudinal discontinuities.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Electrical
Department: College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor: Al-Jamid, Hussain A.
Committee Members: Dawoud, Mahmoud M. and Masoudi, Husain M.
Depositing User: Mr. Admin Admin
Date Deposited: 22 Jun 2008 13:56
Last Modified: 01 Nov 2019 13:57
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/10109