طراحی و تحلیل تمام-موج یک مدار مجتمع تمام-نوری فشرده دو منظوره برای پردازش سیگنال فوق سریع

معادلات دیفرانسیل معمولی نقش مهمی را در توصیف رفتار دینامیکی سیستم ‏های مختلف مهندسی ایفا می کنند. از طرفی، محاسبات با سرعت بالا و پردازش سیگنال با پهنای باند وسیع با استفاده از مدارهای مجتمع فوتونی فشرده با توان مصرفی کم قابل تحقق هستند. لذا، در این مقاله، یک مدار مجتمع تمام-نوری فشرده دو منظوره متشکل از میکرورزوناتور حلقوی، کوپلر جهتی، تقسیم کننده و تفریق ‏کننده برای پردازش سیگنال ‏های فوق سریع طراحی و تحلیل شده است. از این مدار تمام-نوری می توان به طور همزمان به عنوان حل ‏کننده معادله دیفرانسیل مرتبه اول و مشتق‏ گیر مرتبه اول استفاده کرد. تحلیل تمام-موج قطعات تشکیل دهنده این مدار مجتمع از طریق شبیه ‏سازی حوزه فرکانس انجام شده و عملکرد آنها به طور دقیق مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، تحلیل عملکرد مدار طراحی شده با در نظر گرفتن پالس‏ ورودی گوسی، با استفاده از روش عددی تفاضل محدود حوزه زمان سه ‏بعدی (3D-FDTD) انجام شده است. این مدار از ویژگی ‏های منحصر به فردی مثل سرعت عملکرد بالا، فشرده بودن و قابلیت یکپارچه ‏سازی با فناوری CMOS برخوردار است.