نوقشت اطروحة الدكتوراه الموسومة
مقسم استقطاب موجة و مدور استقطاب لتوزيع المفتاح الكمي للطالبة سلوى مروان صالح -تطبيقات الليزر ومشرفتها
ا.م.د.شيلان خسرو توفيق
والهدف من البحث هو دراسة موجهات الموجة المتكاملة لموزع استقطاب الموجة من الأجزاء الرئيسية في دوائر الكشف لتوزيع المفتاح الكمي.حيث ان وظيفتها هي تحليل استقطاب الضوء و فصل الأستقطاب الكهربائي المستعرض عن الأستقطاب المغناطيسي المستعرض الى موجهين موجة مختلفين.
يظهرموزع استقطاب الموجة المتكون من تركيب موجه موجة ذو الشق المستعرض نسبة اخماد استقطاب لنمط شبه كهربائي مستعرض (أو شبه مغناطيسي مستعرض) بقيمة اكبر من 15 ديسيبل مع خسائر ادخال اقل من 1 ديسيبيل و عرض نطاق 7نانومتر. بينما يظهر موزع استقطاب الموجة المتكون من تركيب موجه موجه ذو الشق العمودي بنسبة اخماد استقطاب لنمط شبه كهربائي مستعرض (أومغناطيسي مستعرض) اكبر من 15 ديسيبيل (أو20 ديسيبيل) مع خسائرأدخال اقل أيضا من 1 ديسيبيل عرض نطاق 5 نانومتر.
تمت دراسة السماحية في التصنيع لموزعي استقطاب الموجة المعتمد على موجه الموجة ذو الشق الأفقي و العامودي . تم التوصل الى ان الأنحراف في الأبعاد مثل عرض الشق و ارتفاع الشق لموزع استقطاب الموجة ذو الشق المستعرض محصور في مدى صغير جدا بقيمة 2 نانومتر.
بالأضافة الى ذلك، فان الأنحراف في الأبعاد في عرض الشق و عرض موجه الموجة لموزع استقطاب الموجة ذو الشق العمودي يكون ضمن 20 و 10 نانومتربالتعاقب. عند اجراء مقارنة، اظهرت النتائج ان لموزع استقطاب الموجه المعتمد على الشق العمودي سماحية جيدة مقارنة بالتركيب الخاص لموزع استقطاب موجه موجة ذو الشق الأفقي.
مدورات الأستقطاب و التي غالبا تسمى محولات الأستقطاب هي عبارة عن اجهزة تقوم بتغيير حالة استقطاب معينة الى حالة استقطاب اخرى. في موجهات الموجات التي لديها محور بصري مائل فان طريقة عملها يتطلب تدوير زاوية المحور البصري للنمط الداخل بواسطة اقتران النمط.
في هذا العمل تم التصميم و التحقق رقميا من نوعين من مدورات الأستقطاب. الأول هو مدور استقطاب يقوم بتدوير المجال الكهربائي المستعرض او ( المجال المغناطيسي المستعرض) للضوء الداخل الى مجال مغناطيس مستعرض ( او مجال كهربائي مستعرض).
بالنسبة لمدورالأستقطاب الأول، فان نتائج المحاكاة الحاسوبية اظهرت كفاءة تحويل استقطاب بنسبة 99,99% ( 99,99) لتحويل نمط كهربائي مستعرض الى نمط مغناطيسي مستعرض أو (لتحويل نمط مغناطيس مستعرض الى نمط كهربائي مستعرض) مع نسبة اخماد بقيمة 46.41 (39.62) ديسيبل مع خسائر ادخال اقل من 1,6 ديسيبل عند الطول الموجي 700 نانومتر. اما بالنسبة لمدور الأستقطاب الثاني فان نتائج المحاكاة الحاسوبية قدمت نسبة اخماد بقيمة 42,23 (41,17 ) ديسيبيل و خسارة ادخال اقل من (0,62 ديسيبيل )مع كفاءة تحويل استقطاب بقيمة 99,99 % للتدوير من +45 ( -45 ) درجة استقطاب خطي الى استقطاب مغناطيسي مستعرض ( استقطاب كهربائي مستعرض) على التوالي. عرض النطاق لنسبة اخماد اعلى من 20 ديسيبيل هي 40 نانومتر.
بالأضافة الى ذلك ، تم التحقق من سماحية التصنيع فيما يتعلق بعرض و ارتفاع و طول تحويل الأستقطاب للنوعين من مدورات الأستقطاب. تحليل سماحية التصنيع لتحويل النمط ذو الأستقطاب الكهربائي المستعرض الى النمط ذوالأستقطاب المغناطيسي المستعرض و بالعكس تظهر بان العرض و الطول و الأرتفاع يجب ان تكون ضمن مقدار2 نانومتر و طول التحويل ضمن 750 نانومتر. هذه السماحية في الأبعاد سوف تضمن كفاءة تحويل اعلى من 98% مع نسبة اخماد للأستقطاب اعلى من 20 ديسيبيل و خسارة ادخال اقل من (1,6 ) ديسيبيل. بالأضافة الى هذا، فان السماحية للجهاز الذي يقوم بتدوير الأستقطاب لنمط +45( -45 ) درجة الى نمط استقطاب كهربائي مستعرض(نمط استقطاب مغناطيسي مستعرض) لنسبة اخماد استقطاب اعلى من 20 ديسيبيل يكون ضمن طول تحويل بمقدار 1مايكرومتر. الأنحراف في عرض الشق يكون ضمن 5 نانومتر و عرض و ارتفاع موجه الموجة ضمن 4 نانومترلمعامل لنسبة اخماد استقطاب اعلى من 15 ديسيبيل .
تم عرض و حسب علمنا فكرة هذا العمل لأول مرة . حيث لم يتم عرض عمل يتناول فكرة استخدام موجه موجة ذو شق مائل كوسيلة لتدوير ضوء داخل ذو استقطاب مستعرض كهربائي (مستعرض مغناطيسي ) الى ضوء ذو استقطاب مستعرض مغناطيسي (مستعرض كهربائي) او تدويرضوء داخل ذو استقطاب +45 / -45 درجة الى ضوء خارج باستقطاب مستعرض مغناطيسي / مستعرض كهربائي).
