آموزش مبتنی بر نرم افزار دی مالتی پلکسر نوری با استفاده از کریستال های فوتونی دو بعدی و ارائه سرفصل آن برای دانشجویان کارشناسی ارشد مهندسی الکترونیک

پیشینه و اهداف :

آموزش مبتنی بر نرم افزار یکی از روش های مهم برای انتقال دانش در حوزه فناوری های جدید است. از آنجایی که پیاده سازی سخت افزاری برخی از پدیده های علوم روز به دلیل پیچیدگی های آن و یا گاهی به دلیل عدم وجود فناوری ساخت متناسب با آن، امکان پذیر نیست. از این رو، برای آموزش چنین پدیده هایی می توان از نرم افزارهای مناسب استفاده کرد. یکی از علوم و فناوری هایی که در سال های اخیر رشد قابل توجهی داشته است، ساختارهای کریستال فوتونی است که در ویرایش های جدید سرفصل های تحصیلات تکمیلی نیز با عنوان بلورهای فوتونی ظهور یافته است. در این مقاله به آموزش مبتنی بر نرم افزار یک دی مالتی پلکسر چهار کاناله کریستال فوتونی با استفاده از نرم افزار آرسافت پرداخته شده است.

  روش ها:

 آموزش ساختار دی مالتی پلکسر بر مبنای خصوصیات یک فیلتر کریستال  فوتونی بنا نهاده شده است. در این تجزیه و تحلیل با تغییر شعاع میله های درون نانو تشدیدگر حلقوی و شعاع میله های پراکندگی در ساختار کریستال فوتونی، پارامتر مهم طول موج مرکزی 1573.6 نانومتر در فیلتر بهبود یافته است. از مزایای دی مالتی پلکسر چهار کاناله می توان به میانگین ضریب کیفیت 4525  و میانگین ضریب انتقال توان کانال ها %95 و میزان  بیشینه و کمینه هم شنوایی کانال ها به ترتیب -19.6 دسی بل و -40.4 دسی بل و میانگین عرض کانالی 0.375 نانومتر اشاره کرد. می توان از دی مالتی پلکسر های چهار کاناله پیشنهاد شده در سامانه های مخابراتی بهره برد. با توجه به ضرورت آموزش فناوری های جدید، آموزش مبتنی بر نرم افزار و ارایه مراحل طراحی چنین ساختارهایی به منظور توسعه و بهبود آن ها بسیار حایز اهمیت است.

از این رو، در این مقاله به ارایه سرفصل مربوطه برای دانشجویان کارشناسی ارشد مهندسی الکترونیک پرداخته می شود. این مبحث می تواند به عنوان بخشی از درس بلورهای فوتونی و یا درس فوتونیک در نظر گرفته شود.

در این مقاله به آموزش مبتنی بر نرم افزار یک دی مالتی پلکسر چهار کاناله کریستال فوتونی پرداخته شد. به منظور آموزش اصول و مبانی نظری که عمدتا پیچیده بوده و پیاده سازی سخت افزاری آن با توجه به محدودیت های فناوری مشکل است، استفاده از محیط های نرم افزاری مناسب به همراه تقویت دانش های مورد نیاز اولیه می تواند در بهبود فرآیندهای یاددهی-یادگیری سهم به سزایی داشته باشد. به همین منظور در این مقاله سعی شد مفاهیم مناسب طراحی سامانه دی مالتی پلکسر چهار کاناله نوری برای آموزش موثر بیان شود. بر همین اساس مبانی و سرفصل های پیشنهادی و نیز پیش نیازهای مورد نظر در طراحی توصیف شد. در بخش آموزش ساختار دی مالتی پلکسر چهار کاناله بیان شد که می توان از یک موجبر ورودی T شکل، حلقه های تشدیدگر مربعی شکل و چند موجبر خروجی استفاده کرد.