Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/45424
| Title: | ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์บีมโพรพาเกชันที่ใช้การประมาณพาเดแบบปรับตัวเพื่อการวิเคราะห์ท่อนำคลื่นแสงในวงจรรวมแสง |
| Other Titles: | THE FINITE ELEMENT BEAM PROPAGATION METHOD BASED ON ADAPTIVE PADE APPROXIMATION FOR ANALYZING OPTICAL WAVEGUIDE IN PHOTONIC INTEGRATED CIRCUIT |
| Authors: | มาลินดา หงษ์ทอง |
| Advisors: | ทับทิม อ่างแก้ว |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | tuptim.a@chula.ac.th,tt.angk@gmail.com |
| Subjects: | ท่อนำคลื่น ท่อนำแสง ไฟไนต์เอลิเมนต์ สมการแมกซ์เวลล์ Wave guides Optical wave guides Finite element method Maxwell equations |
| Issue Date: | 2557 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | ในวิทยานิพนธ์นี้ได้นำเสนอระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์บีมโพรพาเกชันสำหรับการวิเคราะห์คลื่นแสงในท่อนำคลื่นแบบ 3 มิติ ในรูปของสมการสนามแม่เหล็กแบบเวกเตอร์ โดยใช้ฟังก์ชันรูปร่างสี่เหลี่ยมแบบโนดแทนที่ฟังก์ชันรูปร่างสามเหลี่ยมเพื่อลดความซับซ้อนจากการแบ่งเอลิเมนต์ในหน้าตัดขวางในทุกๆขั้นตอนการคำนวณตามแนวยาวของท่อนำคลื่น นอกจากนี้ได้ทำการเพิ่มความถูกต้องในการประมาณค่าให้ละเอียดขึ้นด้วยการปรับการประมาณค่าเทอมของอนุพันธ์อันดับสองในสมการคลื่นให้เป็นอนุพันธ์อันดับหนึ่งด้วยการประยุกต์ใช้การประมาณพาเดอันดับสูงซึ่งใช้ในการแก้ปัญหามุมกว้าง โดยการวิเคราะห์หาคำตอบของสนามได้ใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์บีมโพรพาเกชันตามที่นำเสนอมาวิเคราะห์สมการคลื่นในโดเมนความถี่ที่ไม่มีแหล่งกำเนิดภายในสำหรับตัวกลางแบบไอโซทรอปิก โดยใช้ร่วมกับเงื่อนไขขอบเขตแบบชั้นแมตซ์เฟสสมบูรณ์ เพื่อนำมาสร้างโปรแกรมวิเคราะห์คลื่นแสงในท่อนำคลื่นจากวิธีการที่นำเสนอด้วยโปรแกรม MATLAB และทำการทดสอบในท่อนำคลื่นที่มีลักษณะแตกต่างกัน 3 แบบ คือ ท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยม ท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมแบบขนาน และท่อนำคลื่นแบบ tapered โดยการทดสอบมีวัตถุประสงค์เพื่อพิสูจน์ความถูกต้องของวิธีการที่นำเสนอด้วยการสังเกตการณ์แพร่กระจายของคลื่นแสงภายในท่อนำคลื่นในแต่ละโครงสร้าง ผลการทดสอบแสดงให้เห็นถึงความถูกต้องและความมีประสิทธิภาพของระเบียบวิธีที่นำเสนอรวมไปถึงการเปรียบเทียบผลที่ได้จากการประมาณค่าพาเดอันดับหนึ่งและอันสอง |
| Other Abstract: | This thesis proposes a Finite Element Beam Propagation Method (FE-BPM) for 3D optical waveguide analysis. The finite element formulation has been expressed in terms of 2-component of transverse magnetic field. The rectangular element mesh has been employed instead of conventioned triangular element mesh in order to reduce the complexity of meshing the transverse domain in every step of successive computation along the longitudinal axis. In addition, the Padé approximation is applied to enhance accuracy of the approximation in wide-angle problem. To demonstrate the usefulness of the proposed FE-BPM, three numerical examples have been carried out. The three numerical examples are a single rectangular dielectric optical waveguide, a coupler of two-parallel rectangular dielectric waveguides and tapered dielectric waveguides. The results demonstrate validity and effectiveness of the proposed method. The comparison between different order of Pade' approximation is also described. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2557 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมไฟฟ้า |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/45424 |
| URI: | http://doi.org/10.14457/CU.the.2014.915 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.14457/CU.the.2014.915 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 5470335521.pdf | 3.84 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.