گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .
گزارش انتشار نسخه جدید
اطلاعات را وارد کنید .
no-img
رهاپروژه

محاسبه ضریب نویز اضافی در دیود نوری بهمنی با نواحی جذب و تکثیر مجزا (SAM-APD) با استفاده از شبکه عصبیMLP * رهاپروژه


رهاپروژه

ادامه مطلب

محاسبه ضریب نویز اضافی در دیود نوری بهمنی با نواحی جذب و تکثیر مجزا (SAM-APD) با استفاده از شبکه عصبیMLP
۱۳۹۶-۰۷-۲۶
61 بازدید
گزارش نسخه جدید

محاسبه ضریب نویز اضافی در دیود نوری بهمنی با نواحی جذب و تکثیر مجزا (SAM-APD) با استفاده از شبکه عصبیMLP


محاسبه ضریب نویز اضافی در دیود نوری بهمنی با نواحی جذب و تکثیر مجزا (SAM-APD) با استفاده از شبکه عصبیMLP

چکیده:

دیود نوری بهمنی (APD) به عنوان آشکار ساز اطلاعات، مهمترین قسمت گیرنده نوری است. با توجه به ارتباطات گسترده فیبر نوری و اهمیت بازیابی اطلاعات ارسال شده از طریق فیبر، نویز APD مسأله مهم و قابل تأملی است. ماهیت تصادفی نویز و پیچیدگی ساز و کارهای درون افزاره مثل جذب فوتون و تکثیر حامل باعث شده اند که نویز APD با روابط ریاضی قابل بیان نباشد.

استفاده از دانش نهفته در دادهها، تلاش برای استخراج روابط ذاتی بین آنها و تعمیم آن در موقعیتهای دیگر، مبنای روشهای هوشمند است. شبکه های عصبی مصنوعی یکی از مهمترین روشهای هوش مصنوعی بوده که در آن با الهام گیری از مدل مغز انسان، ضمن اجرای فرآیند آموزش، اطلاعات مربوط به داده ها، درون وزنهای شبکه ذخیره می شوند.

در این مقاله با استفاده از شبکه MLP، ضریب نویز اضافی و بهره SAM-APD را به ازای تغغیرات ولتاژ و پارامترهای ساختار بررسی می کنیم. عوامل زیادی بر نویز SAM-APD اثر می گذارند که مهمترین آنها را به عنوان ورودیهای شبکه در نظر می گیریم. این عوامل عبارتند از: عرض نواحی جذب و تکثیر، نوع مواد به کار رفته در نواحی جذب و تکثیر، سطح مقطع آشکار ساز، طول موج تابش و ولتاژ بایاس. بنابراین شبکه MLP را با هفت نرون در لایه ورودی و دو نرون در لایه خروجی در نظر می گیریم.

واژه های کلیدی: دیود نوری بهمنی، شبکه های عصلی مصنوعی، ضریب نویر اضافی.

 

۱- مقدمه:

امروزه به صورت گسترده ای از شبکه های عصبی مصنوعی در زمینه های مختلف علمی استفاده می شود. ساز و کارهای پیچیذه ای وجود دارند که از عامل مختلف تأثیر می پذیرند، این ساز و کارها با روابط ریاضی قابل بیان نیستند. در چنین مواردی شبکه های عصبی مصنوعی براساس داده های عملی می توانند. آن سازو کار را به ازای تغییرات عوامل موثرش پیش گویی کنند.

قطعات دو پایانه طراحی شده برای پاسخ به جذب فوتون ، دیودهای نوری نامیده می‌شوند. برخی از دیودهای نوری سرعت پاسخ و حساسیت بسیار بالایی دارند. از آنجایی که ‌الکترونیک نوین علاوه بر سیگنالهای الکتریکی اغلب دارای سیگنالهای نوری نیز می‌باشد، دیودهای نوری نقش مهمی ‌را به عنوان قطعات الکترونیک ایفا می‌کنند. غالبا از قطعات پیوندی برای بهبودی سرعت پاسخ و حساسیت آشکارسازهای نوری یا تابشهای پر انرژی استفاده می‌شود.

ولتاژ و جریان در یک پیوند نور تابیده

رانش حاملین بار اقلیت در دو سر یک پیوند تولید جریان می‌کنند، بویژه حاملین بار تولید شده در ناحیه تهی w توسط میدان پیوند جدا شده ‌الکترونها در ناحیه n و حفره‌ها در ناحیه p جمع می‌شوند. همچنین حاملین بار اقلیت که به صورت گرمایی در فاصله یک طول نفوذ از طرفین پیوند تولید می‌شوند، به ناحیه تهی نفوذ کرده و توسط میدان الکتریکی به طرف دیگر جاروب می‌شوند. اگر پیوند بطور یکنواخت توسط فوتون‌های با انرژی hv>Eg تحت تابش قرار گیرد، یک نرخ تولید اضافی در این جریان مشارکت می‌کند و ولتاژ مستقیم در هر دو سر یک پیوند نور تابیده به نام پدیده فوتوولتائیک ایجاد می‌شود.

باتریهای خورشیدی

امروزه برای تأمین توان الکتریکی مورد نیاز بسیاری از ماهواره‌های فضایی از آرایه‌های باتری خورشیدی از نوع پیوندی p-n استفاده می‌شود. باتریهای خورشیدی می‌توانند توان مورد نیاز تجهیزات داخل یک ماهواره را در مدت زمان طولانی فراهم سازند. آرایه‌های پیوندی را می‌توان در سطح ماهواره توزیع و یا اینکه در باله‌های باتری خورشیدی متصل به بدنه ‌اصلی ماهواره جا داد. برای بهره گیری از بیشترین مقدار انرژی نوری موجود ، لازم است که باتری خورشیدی دارای پیوندی با سطح مقطع بزرگ و در نزدیکی سطح قطعه باشد. پیوند سطحی توسط نفوذ یا کاشت یون تشکیل شده و برای جلوگیری از انعکاس و نیز کاهش بازترکیب ، سطح آن با مواد مناسب پوشیده می‌شود.

آشکارسازهای نوری

یک چنین قطعه‌ای برای اندازه گیری سطوح روشنایی یا تبدیل سیگنالهای نوری متغیر با زمان به سیگنالهای الکتریکی وسیله‌ای مناسب است. در بیشتر آشکارسازهای نوری سرعت پاسخ آشکارساز بسیار مهم است. مرحله نفوذ حاملین بار امری زمان‌بر است و باید در صورت امکان حذف شود. پس مطلوب است که پهنای ناحیه تهی به ‌اندازه کافی بزرگ باشد تا اکثر فوتون‌ها به‌جای نواحی خنثی n و p در درون ناحیه تهی جذب شوند. وقتی که یک EHP در ناحیه تهی بوجود آید، میدان الکتریکی ، الکترون را به طرف n و حفره را به طرف p می‌کشد. چون این رانش حاملین بار در زمان کوتاهی رخ می‌دهد، پاسخ دیود نوری می‌تواند بسیار سریع باشد. هنگامی ‌که حاملین بار عمدتا در ناحیه تهی w ایجاد شوند، به آشکارساز یک دیود نوری لایه تهی گفته می‌شود. اگر w پهن باشد، اکثر فوتونهای تابشی در ناحیه تهی جذب خواهند شد. w پهن منجر به کاهش ظرفیت پیوند شده و در نتیجه ثابت زمانی مدار آشکارساز را کاهش می‌دهد.

نحوه کنترل پهنای ناحیه تهی

روش مناسب برای کنترل پهنای ناحیه تهی ساختن یک آشکارساز نوری p-i-n است. ناحیه i مادامی که مقاومت ویژه زیاد است، لزومی ‌ندارد که حقیقتا ذاتی باشد. می‌توان آن را به روش رونشستی روی بستر نوع n رشد داد و ناحیه p را توسط نفوذ ایجاد کرد. هنگامی‌ که ‌این قطعه در گرایش معکوس قرار می‌گیرد، ولتاژ وارده تقریبا بطور کامل در دو سر ناحیه i ظاهر می‌شود. برای آشکارسازی سیگنالهای نوری ضعیف اغلب مناسب است که دیود نوری در ناحیه شکست بهمنی مشخصه‌اش عمل کند.

نویز و پهنای باند آشکارسازهای نوری

در سیستمهای مخابرات نوری حساسیت آشکارسازهای نوری و زمان پاسخ آنها بسیار مهم است. متاسفانه ‌این دو ویژگی عموما با هم بهینه نمی‌شوند. مثلا در یک آشکارساز نوری بهره به نسبت طول عمر حاملین بار به زمان گذار وابسته ‌است. از سوی دیگر پاسخ فرکانسی نسبت عکس با طول عمر حاملین بار دارد. معمولا حاصلضرب بهره در پهنای باند را به عنوان ضریب شایستگی برای آشکارسازها ملاک قرار می‌دهند. طراحی برای افزایش بهره سبب کاهش پهنای باند می‌شود و برعکس ویژگی مهم دیگر آشکارسازها نسبت سیگنال به نویز است که مقدار اطلاعات مفید در مقایسه با نویز در زمینه آشکارساز را نشان می‌دهد. منبع اصلی نویز در نور رساناها نوسانات اتفاقی در جریان تاریک است. جریان نویز در تاریکی متناسب ، دما و رسانایی ماده ‌افزایش می‌یابد. افزایش مقاومت تاریک همچنین بهره نور رسانا را افزایش داده و بالطبع باعث کاهش پهنای باند می‌شود.

کاربرد دیود نوری

کاربرد باتریهای خورشیدی محدود به فضای دور نیست. حتی با تضعیف شدت تابش خورشید توسط جو می‌توان توسط این باتریها توان مفیدی را برای کاربردهای زمینی بدست آورد. یک باتری خوش ساخت از سیلیسیوم می‌تواند دارای بازده خوب در تبدیل انرژی الکتریکی باشد.

آشکارساز نوری بهمنی با نواحی جدب و تکثیر مجزا

(SAM-APD) بعنوان آشکار ساز اطلاعات، نقش مهمی در ارتباطات فیبر نوری دارد. نویز این افزاره که در طبقه اول گیرنده نوری قرار دارد باعث کاهش حساسیت گیرنده نوری شده و حداقل توان آشکار سازی را می افزاید. بنابراین دانستن نویز SAM-APD قبل از ساخت افزاره، یکی از راههای موثر در کاهش نویز گیرنده نوری است.

در سالهای اخیر تلاشهای زیادی برای ارایه ساختارهای جدید APD انجام شده است [۱و۲]. همچنین کارهایی در زمینه بهینه سازی ساختارهای موجود و تحلیل نویز آنها صورت گرفته است [۳ تا ۶]. در این مقاله سعی شده که براساس اندازه گیری های انجام شده در زمینه نویز SAM-APD، نویز این افزاره را به ازای تغییر پارامترهای مختلف تعیین کنیم.

۲- ساختار SAM-APD

این افزاره وظیفه آشکار سازی اطلاعات ارسال شده از طریق فیبر نوری را بر عهده دارد. ساختار این افزاره در شکل ۱ نشان داده شده است.

ناحیه P+ در عرض تابش فوتن قرار گرفته و فوتون در ناحیه i جذب می شود. جذب فوتون معادل تولید جفت الکترون حفره است. الکترونهای تولید شده توسط میدان الکتریکی به طرف پیوند رانده می شوند. در پیوند به دلیل میدان الکتریکی قوی، شکست بهمنی اتفاق افتاده و حاملها تکثیر می شوند.


شکل ۱: ساختار عمومی SAM-APD.

ماهیت تصادفی جذب فوتون، عبور حامل از سد پتانسیل الکتریکی و تکثیر حامل باعث بوجود آمدن نویز ضربه ای می شوند. ضریب نویز اضافی (F) برابر است با نسبت نویز واقعی تولید شده در افزاره به نویز حاصل از تکثیر تمام زوج حاملها با ضریب بهره M. برای F روابط مختلف و پیچیده ای ارائه شده است که می توان به روابط (۲) و (۲) اشاره کرد[۷].

(۱)

(۲)

Fe و Fh به ترتیب ضریب نویز اضافی وα و β به ترتیب نرخ یونیزاسیون الکترون و حفره اند. بطور تجربی ثابت شده است که رابطه (۳)، تغییرات ضریب نویز اضافی بر حسب بهره را با تقریب خوبی بیان می کند [۸].

(۳)

K عددی است که به عوامل زیادی از جمله نوع ماده آشکار سازی، ساختار و عرض نواحی مختلف افزاره بستگی دارد. پیچیدگی این وابستگی باعث شده است که k با روابط ریاضی قابل بیان نباشد. ϒ ضریب ثابت است. به دلیل سادگی رابطه (۳)، این رابطه را مبنای بررسی قرار می دهیم و براساس الگوی شبکه عصبی، پارامترهای k و ϒرا با ملاحظه اثر مجموعه عوامل موثر بر تغییرات F تعیین می کنیم. مهمترین عوامل موثر بر نویز آشکار ساز عبارتند از: عرض نواحی جذب و تکثیر، نوع مواد بکار رفته در نواحی جذب و تکثیر، سطح مقطع آشکارساز، طول موج تابش و ولتاژ بایاس.

 

 

۳- شبکه عصبی مصنوعی

هدف از شبکه های عصبی مصنوعی فراهم آوردن مجموعه سخت افزار و نرم افزاری است که بتواند ویژگیهای عمده مغز انسان را در پروسه یادگیری از خود نشان دهد. شبکه های عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه (MLP) یکی از قدرتمندترین شبکه ها جهت ایجاد نگاشت غیر خطی و تقریب زنی روابط پیچیده است. شکل ۲ ساختار شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه را ن شان می دهد[۹].

این شبکه از یک لایه ورودی، یک لایه پنهان و یک لایه خروجی تشکیل شده است. آموزش این شبکه از نوع آموزش با سرپرست می باشد. به عبارت دیگر برای آموزش شبکه به هر د و بردار ورودی و خروجی نیاز داریم. ابتدا بردار ورودی (مربوط به یک الگو) به شبکه عرضه شده و خروجی متناظر آن محاسبه می شود. سپس این خروجی محاسبه شده، با بردار خروجی هدف مقایسه می شود و خطای لایه خروجی بدست می آید. در مرحله بعد، این خطا لایه خروجی بدست می آید. در مرحله بعد، این خطا به لایه های قبلی منتشر می شود. میزان تصحیح ضرایب وزنی اتصالات بین نرونی، متناسب با بزرگی این خطا می باشد. [۹]


شکل ۲: ساختار شبکه عصبی MLP.

پس از تصحیح ضرایب وزنی، مجدداً بردار ورودی دیگری (الگوی دیگری) به شبکه عرضه می شود و پروسه پیش گفته برای سری آموزش انجام می شود. اگر خطای شبکه به مقدار قابل قبولی نرسد، دوباره سری آموزش را به شبکه اعمال می کنیم. این پروسه تا زمانی که خطای آموزش به میزان قابل قبولی برسد ادامه می یابد. ورودی هر نرون مجموع وزن دار خروجی نرونهای لایه قبلی است. معروفترین توابع محرک عبارتند از: سیگویید، تانژانت هیپربولیک (TanH) و تابع خطی.

۴- داده های عملی

مهمترین پارامترهایی که بر نویز آشکار ساز تأثیر می گذارند عبارتند از: عرض نواحی جذب و تکثیر، نوع مواد بکار رفته در نواحی جذب و تکثیر، سطح مقطع آشکارساز، طول موج تابش و ولتاژ بایاس. پارامترهای پیش گفته را بعنوان ورودیهای شبکه در نظر می گیریم. ضریب افزایش نویز و بهره را بعنوان خروجیهای شبکه فرض می کنیم. بنابراین لایه ورودی، ۷ نرون و لایه خروجی، ۲ نرون خواهد داشت.

داده های مورد نیاز برای آموزش و آزمون شبکه، از مقاله هایی بدست آمده اند که به کارکرد SAM-APD پرداخته اند [۱۰ تا۱۷]. از این مقالات ۱۵۵ الگو به دست آوردیم که مربوط به ۱۱ افزاره مختلف است. هر الگو یک نقطه متناظر از منحینهای جریان نوری- ولتاژ و ضریب افزایش نویز- بهره است. ۱۴۳ الگو را بعنوان سری آموزش (مربوط به ۹ افزاره) و ۱۲ الگو (مربوط به ۱ افزاره) را بعنوان سری آزمون انتخاب می کنیم.

برای یافتن الگو در یک افزاره، پارامترهای ساختار مانند نوع مواد بکار رفته در نواحی جذب و تکثیر ثابت هستند. با این پارامترهای ثابت، به ازای یک ولتاژ بایاس معین، بهره و ضریب افزایش نویز را با استفاده از منحینهای پیش گفته بدست می آوریم. هر بار که این پروسه را تکرار کنیم یک الگو بدست می آید. برای هر افزاره بطور میانگین ۶ الگو به دست آوردیم.

در اکثر موارد، داده های ورودی و خروجی از یک جنس نبوده و هر کدام از عناصر ورودی و خروجی در محدوده متفاوتی قرار دارند. به منظور یکسان سازی ارزش داده ها برای شبکه، تمایم آنها با استفاده از رابطه (۴) در قالب عملیات نرمالیزاسیون به محدوده ۰۵/۰ تا ۹۵/۰ تبدیل می شوند.

(۴)

Ymin و Ymax به ترتیب ماکزیمم و می نیمم داده های مربوط به هر نرون است. Y داده خام (نرمالیزه نشده) و YN داده نرمالیزه شده است. این تبدیل باعث افزایش سرعت پردازش و یادگیری بهتر شبکه می شود. در نهایت، خروجیهای شبکه با یک تبدیل به مقادیر واقعی خود تبدیل می شود.

۵- ساختار شبکه

وجه تمایز شبکه های چند لایه- صرفنظر از الگوریتم آموزش- تعداد نرونهای لایه پنهان، توابع محرک نرونها و نحوه اتصالات بین نرونی می باشد. که در قالب معماری شبکه خلاصه می شود. در این مقاله جهت دستیابی به معماری بهینه شبکه از پروسه سعی و خطا استفاده شده است.

به منظور ارزیابی تأثیر تعداد نرونهای پنهان و توابع محرک لایه ها در عملکرد مدل، شبکه های مختلف MLP به ترتیب با ۲ تا ۱۴ نرون پنهان و توابع محرک مختلف را آموزش می دهیم. تعداد تکرار را ۱۰۰۰۰۰ در نظر می گیریم. سری آموزش شامل ۱۴۳ الگوست [۱۰ تا۱۵]. شکل ۳ میزان خطای سری آزمون را به ازای تعداد نرونهای پنهان نشان می دهد. برای لایه پنهان و لایه خروجی، توابع محرک مختلفی در نر گرفته ایم. شبکه با ۱۲ نرون پنهان و تابع محرک تانژانت هیپربولیک (Tanh) برای لایه پنهان و لایه خروجی دارای کمترین خطاست (۱۳۲/۰) بنابراین ساختار فوق، یادگیری بهتری نسبت به سایر ساختارها داشته است. این شبکه را برای سری آزمون انتخاب می کنیم.


شکل ۳: خطای آموزش برای توابع محرک مختلف و تعداد نرونهای پنهان

در شبکه های عصبی با سرپرست، تعداد تکرارهای بیش از ممکن است باعث کاهش قدرت تعمیم دهی شبکه شود لذا اثر تعداد تکرار (Epoch) در عملکرد شبکه را نیز مورد بررسی قرار می دهیم. با ۱۲ نرون پنهان و تابه Tanh در تمام لایه ها، شبکه را با تعداد تکرارهای مختلف، آموزش می دهیم. شکل ۴ خطای سری آزمون را به ازای تکرارهای مختلف نشان میدهد.


شکل ۴: خطای شبکه به ازای تکرارهای مختلف (۱۲ نرون پنهان و Tanh در همه لایه ها).

همانطور که دیده می شود خطای شبکه به ازای ۱۲۰۰۰۰ تکرار دارای کمترین مقدار (۱۳۱/۰) است.

۶- ارزیابی شبکه

با توجه به مطالب پیش گفته، شبکه پرسپترون چند لایه با ۷ ورودی، ۱۲ نرون پنهان و ۲ خروجی بعنوان ابزار مدلسازی استفاده می شود. برای تمام لایه ها، تابع محرک تانژانت هیپربولیک را اعمال می کنیم. برای آموزش شبکه ۱۲۰۰۰۰ تکرار در نظر گرفته می شود. شبکه را با ۱۴۳ الگو آموزش می دهیم سپس سری آزمون مربوط به دو افزاره مختلف که شامل ۱۲ الگو است را به شبکه عرضه می کنیم [۱۶ و ۱۷]. شکل ۵ تغییرات ضریب نویز اضافی بر حسب بهره را برای دو افزاره مورد آزمایش نشان می دهد.

 

 



شکل ۵: تغییرات نویز اضافی بر حسب بهره [۱۵ و ۱۷]

همانطور که در شکل ۵ دیده می شود نتایج شبکه به مقادیر عملی تطابق خوب دارند و مقدارk و ϒدر رابطه (۳) به ترتیب با خطای ۰۲۴/۰ و ۱۲/۰ قابل پیش بینی هستند. با توجه به روابط پیچیده ای که برای ضریب نویز اضافی تعریق شده اند، خطای ۰۲۴/۰ برای مقدار k در رابطه (۳) تقریب مناسبی است. برای این که قابلیت شبکه آموزش دیده را نشان دهیم، خروجی بهره بر حسب ولتاژ را در یک افزاره نمونه بررسی می کنیم [۱۷]. شکل ۶ خروجی بهره بر حسب ولتاژ را نشان می دهد.

مشخصات انتقال فیبر نوری transmission characteristics of optical fiber

بطوری که قبلا گفتیم ، افت یا تلفات سیگنال و پهنای باند دو عامل در ارزیابی سیستم های مخابراتی ، بشمار میروند . این دو عامل که به جنس فیبر و روش ساخت آن وابسته است تابع طول موج نور نیز می باشد در این فصل عوامل اصلی پدیده تلفات را بررسی می کنیم .

مکانیزم تلفات ” تضعیف” Attenuation

تضعیف در فیبر نوری یکی از عوامل در پهنای باند انتقال اطلاعات است که در میزان فاصله ریپتری اثر می گذارد. یعنی تا فاصله ای که شکل سیگنال در حد قابل بر داشت (قابل باز سازی ) باشد ، بعبارت دیگر حد اکثر فاصله بدون اینکه از اطلاعات ارسالی چیزی حذف گردد. این پارامتر در تعیین ماکزیمم فاصله بین گیرنده و فرستنده نقش عمده ای را ایفا میکند و مقدار تضعیف با مقایسه با کابل مسی خیلی کم بوده و در نتیجه فواصل ریپتر ها خیلی زیاد خواهد شد . و فاکتور مهمی برای تعیین مقرون به صرفه بودن در استفاده از سیستم های فیبر نوری بیان می کند در حال حاضر از نظر تئوری مقدار تضعیف .۲ db/km و در طول موج ۱٫۵۵km رسیده است . با این وصف ، چنانچه تضعیف مربوط به محدوده هر ریپتر را ۴۰db بدانیم ، مقدار فاصله مجاز برای کابل کشی با این نوع کابل ۲۰۰km خواهد شد .

مکانیزم های اصلی تفوت فیبر نوری عبارتند از:

۱-    تلفات جذبی

۲-    تلفات پراکندگی بعلت نا همگونی ضریب شکست هسته (پراکندگی رایلی)

۳-    تلفات پراکندگی بعات نا همواریهای مرز میان هسته و غلاف (تلفات مرزی )

۴-    تلفات خمش

۵-    تلفات بعات اتصال فیبرها به همدیگر (تلفات در محل اتصالها و پیوندها)

۶-    تلفات در ورودی و خروجی فیبر

واحد انداره گیری تلفات فیبر number of decibels (db)

تضعیف سیگنال یا (تلفات) در دو نقطه بصورت لگاریتم قدرت ورودی به فیبر (pi) به قدرت خروجی (p0) تقویت میگردد که با واحد دسی بل (db) اندازه گیری می شود . و با آلفا نمایش میدهند نسبت قدرت ورودی به خروجی برابر است با pi/p0=10

شماره:

۱۳۸۰-۰۱- A4 عنوان : تکنولوژیهای نوری صفحه :

معمولا برای نشان دادن تضعیف در فیبر نوری بصورت دسی بل در کیلومتر ، استفاده می کنند، و در یک فیبر ایده آل تلفات وجود ندارد بنابر این po=pi است و در نتیجه صفر دسی بل تضعیف خواهیم داشت .

تضعیف دو نقطه از فیبر را بصورت زیر می توان داشت :

(۱۰/l2-l1)*log(pl1/pl2)=آلفا

l2= نقطه دریافتی و l1 نقطه ارسالی از خط انتقال فیبر می باشد.

 

 

تلفات جذبی Absorption losses

پدیده خذب که باعث تبدیل مقداری از انرژی نورانی به حرارتی می گردد . این پدیده در اثر مواد تشکیل دهنده قیبر بوجود میاید. موادی که در ساخت فیبر بکار میرود باعث جذب یا از بین بردن مقداری از انرژی ورودی به فیبر می شود . پدیده جذب را می توان به دو قسمت تقسیم نمود.

۱- جذب ذاتی (داخلی) ۲- خذب عارضی(خارجی)

جذب ذاتی Intrinsic Absorption

این جذب به جنس شیشه فیبر بستگی دارد و با هیچ نوع ترکیبی از مواد مختلف نمیتوان آنرا ار بین برد. شیشه خالص از جنس geo2وsio2 در طول موجهای مختلف دارای جذب متفاوتی است یکی در اثر ارتعاش و انتقال الکترونهای اتم شیشه از مداری به مداری با انرژی بیشتر است که در این حالت انرژی کمی مورد نیاز است این جذب در منطقه ماوراء بنفش یعنی در طول موج های کمتر از ۷۰۰ نانو متر صورت میگیرد .

یکی دیگر از عوامل ، اثر ارتِعاش ملکول شیشه در مقابل فوتون عبری می باشد و زمانی اتفاق می افتد که یک فوتون با یک الکترون ، در باند با ظرفیت برخورد کرده و آنرا تحریک میکند و به سطح انرژی بالاتر می برد، که اثر آن در منطقه مادون قرمز و بعد از آن یعنی در طول موج های بیشتر از ۱۷۰۰ الی ۷۰۰ نانومتر محدود شوند. از عوامل دیگر افت ذاتی پراکندگی رایلی می باشد (Raylrigh Scattering) (اگر تلفات رایلی در مقیاس طول موج انگسترم می باشد)

که مربوط به توزیع ماده داخل جامدات بی شکل می باشد و مقدار این افت همانطور که بعدا توصیح خواهیم داد با عکس توان چهارم طول موج متناسب میباشد بنابراین طول موجهای بیشتر ، دارای تلفات پراکندگی کمتری هستند.

جذب عارضی Extrinsic Absorption

این جذب که توسط ا تمهای مواد ناخالصی موجود در مواد شیشه صورت میگیرد، در ساخت فیبر به روش ذوب مستقیم مقدار خلوص به صد درصد نمیرسد و اتم های فلزی هر چند به مقدار کم (۱۰ بتوان منفی نه ) باقی می ماند و همین اتم ها جذب ایجاد میکند که از همه مهمتر ، فلزات مس، آهن .کرم بیشترین جذب را نشان می دهند . ولی در ساخت فیبر به روش رسوب بخار ، این جذب یک تا دو برابر کمتر خواهد شد و میتوان تقریبا از جذب نا خالصی مواد صرف نظر کرد و تنها جذب موجود مربوط به یون بخار آب می باشد وجود نا خالصی اآب در پیش سازه فیبر به این علت است که از ترکیب اکسیژن با Sicl4وgecl4وpocl3 در فعل و انفعالات شیمیائی استفاده می شود.بطور کلی در محیط رطوبت ، تلفات OH بیشتر نماینگر میگردد. شماره :

۱۳۸۰-۰۱- A4 عنوان : تکنولوژیهای نوری صفحه :

وجود آب در شیشه باعث افزایش هارمونیک نوسانات می شود(مربوط به عامل OH ) که در اثر جذب در طول موج مورد نظر حاصل میگردد.فیبرهای اولیه که میزان OH آنها زیاد بود ، تلفات زیادی از خود نشان میدادند که ماکزیمم آنها در طول موج های


شکل ۶: بهره بر حسب ولتاژ بایاس در یک افزاره نمونه [۱۷].

همانطور که دیده می شود خطای شبکه در ولتاژهای نزدیک ولتاژ شکست دیود نوری مقدار بزرگتری دارد. این خطا را می توان در فضای ۹ بعدی ورودی و خروجی توجیه کرد. با توجه به این که ولتاژهای نزدیک ۱۵ ولت، مقادیر بزرگی هستند لذا می توان گفت که در آموزش شبکه، فضای مربوط به ولتازهای بزرگ به خوبی پوشش داده نشده است. با توجه به شکل ۶ می توان دریافت که شبکه در ولتاژهای نزدیک ۱۰ ولت نیز کارکرد مناسبی ندارد. این موضوع را می توان به آموزش نامناسب شبکه (بر اثر کم بودن تعداد داده های آموزش) نسبت داد.

همچنین رفتارهای دیگر افزاره مانند تغییرات بهره و ضریب نویز اضافی بر حسب عرض ناحیه تکثیر را می توان پیش بینی کرد. شکل ۷ تغییرات بهره بر حسب عرض ناحیه تکثیر را به ازای دو ولتاژ بایاس مختلف نشان می دهد [۱۷]. با توجه به شکل ۵ می توان اثر تغییرات عرض ناحیه تکثیر بر ضریب نویز اضافی را بدست آورد.

همانطور که در شکل ۷ دیده می شود افزایش عرض ناحیه تکثیر باعث کاهش بهره و در نتیجه کاهش ضریب نویز اضافی می شود. این تغییر را می توان به کاهش میدان الکتریکی در ناحیه تکثیر نسبت داد. هرچه میدان الکتریکی کوچکتر شود یونیزاسیون برخوردی کمتر شده و نویز کمتری تولید می شود. با افزایش ولتاژ بایاس، شیب تغییرات بهره بیشتر می شود چون هرچه ولتاژ بایاس به مقدار شکست نزدیکتر می شود یونیزاسیون برخوردی به صورت نمایی افزایش می یابد. به عبارت دیگر رفتار افزاره در ولتاژهای نزدیک شکست، نسبت به تغییرات ناحیه تکثیر حساستر است.


شکل ۷: ضریب نویز اضافی بر حسب عرض ناحیه تکثیر به ازای دو ولتاژ بایاس مختلف [۱۷].

شکل ۸ حساسیت ضریب نویز اضافی نسبت به تغییرات پارامترهای ساختار را نشان می دهد [۱۷]. بیشترین حساسیت، به ترتیب مربوط به تغییرات ولتاژ بایاس، نوع ماده ناحیه تکثیر (Egm)، تغییرالت سطح، عرض ناحیه تکثیر(Wm) و طول موج تابش است. با توجه به تکثیر بهمنی که در ناحیه تکثیر اتفاق می افتد. حساسیت ضریب نویز اضافی نسبت به هر تغییری در این ناحیه منطقی است.

۱٫۳۸ , .۹۵ ,.۷۲ میکرو متر قرار داشت که اینا همان هارمونیک های اول و دوم و سوم جذب هستند.

مقدار افت عارضی را در صورت دقت در تکنیک ساخت میتوان تا حدود زیادی کاهش داده و یا از بین برد. همانطور که گفته علت عمده تلفات جذبی ، وجود نا خالصی های فلزی وآب است برای کاهش مقدار تلفات تا حدود قابل قبول لازم است که میزان نا خالصی های فلزات به کمتر از ۱ppb ( یک ذره به ازای یک میلیون ذره ) و نا خالصی یون OH را به کمتر از ۱ppmبرسد بنابراین لازم است که بجای پیروی از سنتهای موسوم در صنعت شیشه سازی . از فتون بکار گرفته شده در صنایع نیمه هادی که خلوص بسیار زیادی را امکان پذیر ساخته ، استفاده بعمل آید البته درجه حرارت لازم برای آنکه تعداد یونهای OH به کمتر از .۱ppm برسد ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد است.

تلفات پراکندگی: SCATTERING LOSSES

تلفات پراکندگی علاوه بر مواد ساخت فیبر به غیر یکنواختی ساختمان فیبر نیز بستگی دارد .

این تلفات عمدتا از عواملی نظیر تغییرات و نوسانات دانسیته مواد و تغییرات جزئی در حجم و محتوا و ترکیب مواد فیبر و نا همگونی های ساختمانی فیبر نوری که در موقع ساخت آن بوجود می آید ناشی می شود . نوسانات در دانسیته خود معلول نوسانات حرارتی مربوط به اتم های تشکیل دهنده شیشه است و زمانی رخ میدهد که فیبر در حال سرد شدن در مرحله ساخت باشد . عوامل ذکر شده بالا باعث تغییرات جزئی ضریب شکست در طول فیبر و پراکندگی نور منتشره می شود . بطور کلی دو نوع مکانیزم پراکندگی در فیبر های نوری موجود است .

۱-(Rayleigh scattering ) که حاصل از ناهمگونی یا عدم تجانس (Inhomogenities) مواد دی الکتریک ضریب شکست

 

هسته میباشد و این عدم تجانس غیر قابل اجتناب میباشد زیرا مولکولهای موجود در یک ماده با شکل غیر کریستالی بصورت غیر منظم توزیع شده اند بطور کلی برخورد نور به هر جسم ،ایجاد Scattering میکند و اگر ابعاد آن جسم کوچکتر از طول موج نور باشد در ان صورت آن جسم خاص پراکندگی رایلی می کند تضعیف حاصل از پراکندگی رایلی متناسب با عکس توان چهارم طول موج میباشد . بنابراین این نوع تلفات با افزایش طول موج سریعا کاهش پیدا میکند و این تلفات بستگی به تعداد مدها یا شعاع هسته ندارد . تضعیف حاصل از پراکندگی رایلی در سیلکای نا خالص شده در طول موج ۹۰۰ نانو متر معمولا برابر .۹ db/km و در ۱۳۰۰ نانو متر برابر .۴ db/km و برای ۱۵۵۰ نانو متر برابر .۲ db/km می با شد ۲-MIE SCATTERING

این تلفاتی است که از نوع اسکاترینگ که در برخورد موج الکترومغناطیسی با جسمی با ابعاد بزرگتر یا مساوی طول موج منبع نور پدید می آید و مربوط به نا هماهنگی و عدم یکنواختی و بی نظمی در سطح جداکننده هسته و غلاف آن است که معمولا در مرحله تولید فیبر بوجود میایند و باعث پراکنده شدن نور به خارج از فیبر میگردد .

اگر مرز میان هسته و غلاف خط مستقیم نباشد و ناهمواری وجود داشته باشد خط نوری که در داخل هسته در حال انتشار است .

در نقاط نا هموار انحراف پیدا میکند و تبدیل مد اتفاق میافتد . همچنین در مواردی که زاویه تابش از زاویه بحرانی کوچکتر میشود سبب تشعشع و ورود نور بداخل غلاف میشود. در فیبر نوری جهت انتقال تا فواصل دور اگر کمی هم ار این ناهمواریها وجود داشته باشد، بعلت ایجاد پدیده های ایجاد تلفات تشعشعی و تبدیل مد ، تلفات افزایش می یابدوپهنای باند محدود می یابد این نوع تلفات بنام تلفات مرزی نیز گفته میشود. با روشهای امروزی و با در نظر گرفتن موارد زیر برای ساخت پیش ساره فیبر تا حدود زیادی میتوان ناهمواریها را به حد اقل رساند.

۱-    دقت در ساخت درست پریفورم فیبر

۲-    دقت و کنترل در پوشش فیبر

۳-    زیاد کردن هدایت فیبر بوسیله زیاد کردن دلتا

تلفات خمش یا تشعشع Bend Or Radition liss

عبور نور از یک خمش تند با شعاع بسیار کوچک موجب تلفات تشعشع می شود . خمیدگیهایی که در فیبر بوجود میاید به دو دسته تقسیم میشود.

۱-درشت خمشها MACRO BENDING

۲- ریز خمشها MICRO BENDING

۱)درشت خمشها:

خمشهایی هستند که شعاع آنها در مقایسه با قطر فیبر بزرگ هستند نظیر خمشهایی که در کابل ها و در موقع عبور آنها از مسیر های مختلف بوجود می آید . و می توان جزء افت عارضی دانست چون خمشهایی است که در موقع بکار گرفتن در سیستم خودمان خم میکنیم . تلفات تشعشعی در اثر وجود درشت خمشها با توجه به شرایط و نحوه سرویس فیبرهای منونی و با توجه به خمش کم و با شعاعهای بسیار بزرگ (شعاع خمش بزرگتر یا مساوی ۱۰ سانتی متر ) بسیار ناچیز میباشد و قابل

 

توجه نیست ولی چنانکه شعاع کوچک می شود مقدار تلفات بصورت نمائی طبق رابطه زیر افزایش پیدا میکند تا اینکه شعاع خمش به حد بحرانی برسد . C1 ضربدر Eبتوان(-C2*R) = آلفا

اگر شعاع خمش کوچکتر از شعاع بحرانی شود، تلفات بطور ناگهانی و به مقدار زباد افزایش پیدا می کند . برای بیان تلفات خمش با بررسی توزیع میدان الکتریکی مدها به خوبی میسر است، قسمتی از انرژی مدهای هدایت شده عملا از هسته به خارج پوشش فیبر رفته و بصورت نمائی نسبت به فاصله از هسته از بین میرود این میدان جانبی محو شونده در طول میدان هسته وجود دارد. وقتی که فیبر را خم می کنیم میدان جانبی در کناره بیرونی از محور خمش تمایل به حرکت سریعتر پیدا میکند تا از میدان هسته ، عقب نیفتد

۲-ریز خم ها MICRO BRNDING

خمشهای میکروسکوپی هستند که معمولا در موقع قراردادن فیبر در کابل حاصل می شود. این نوع تلفات تشعشع در اثر

ریز خمشهای موجود در فیبر نوری در مراحل تولید و در زمان پوشش و یا کابل نمودن آن بوجود می آید . فیبر واقعی بصورت کاملا صاف نیست و دارای انحناء می باشد این نوع تلفات جز یافت ذاتی فیبر میباشد ریز خمشها معمولا در اثر خمش مکرر فیبر در موقع قرار گرفتن در کابل و یا در اثر غیر یکنواختی روکش اولیه که موجب خمیدگی فیبر در داخل آن میگردد، بوجود میایند یکی از روشهایی که برای حداقل کردن تلفات ریز خمشها در فیبر بکار گرفته میشود این است که یک روکش ضخیم و نرم که بتواند فشار نیروهای خارجی را در خود خنثی کرده و کمتر به فیبر منتقل کند،روی فیبر کشیده میشود.

تلفات اتصال و مفصل JOINT AND SPLICES LOSS

برای اتصال تا فواصل دور لازم می آید که فیبرهای نوری را به یکدیگر وصل کرد و یا اینکه در محل تکرار کننده ها آنها را به طول معینی بریده و به اجزای دیگری اتصال داد.

جابجائی اتصالات که عملا پیش می آید می تواند شامل زیر باشد:

۱-فاصله یا جابجائی طولی ۲- در یک امتداد نبودن یا جابجائی عرضی ۳- هم محور نبودن یا جابجائی زاویه ای

در اینصورت همه نور خارج شده از فیبر خارج شده از فیبر اولی وارد فیبر دومی نمی شود و باعث تلفات اتصال میشود.تلفاتی که در اثر اتصال فیبرها ایجاد میشود تابع دو فاکتور است. یکی تفاوت ساختاری و ذاتی بین دو فیبر که عبارتند از :

الف) اختلاف قطرهای هسته یا پوشش دو فیبر ب) اختلاف روزنه عددی و دلتا بین دو فیبر

ج) اختلاف ضریب شکست پروفایل دو فیبر د) نقص و عیب دو فیبر باشد

فاکتور دوم :

عوامل خارجی که ناشی از تکنیک کار مفصل بندی است و از بخشهای aوbوc به ترتیب زیر منشاء میگیرد

۱) تکنیک برش فیبرها ۲) تکنیک تعدل و تساوی قطر هسته ها و هم ترازی آنها در روش انجام دستی

۳) کنترل شرایط انجام کار و ترتیب آنها

پهنای باندBAND WIDTH

یکی از دو عامل مهم ارزیابی سیستم های مخابراتی را تحت عنوان افت سیگنال ، مورد بررسی و مطالعه قرار دادیم و اینک

عامل دیگر یعنی پهنای باند فیبر را مورد بررسی قرار میدهیم پهنای باند ، تعیین کننده و نماینده ظرفییت انتقال فیبر است و یکی از مشخصه های مهم در تعیین کیفییت و کمییت انتقال می باشد. و یکی از عامل اصلی محدودیت پهنای باند ، پاشندگی می باشد. محدودیت پهنای باند فیبر تک مدی بخاطر پاشندگی ماده و پاشندگی موجبر می باشد ولی محدودیت فیبرهای چند مدی بعلت تفاوت در سرعتهای گروهی مدها میباشد و وقتی پهنای طیف منبع نور زیاد باشد بسته به طول موج ، پاشندگی ساده نیز میتواند بصورت عامل اصلی محدودیت پهنای باند فیبرهای چند مدی گردد.

پاشندگی (گسترش ) DISPRESION

میدانیم که اگر جسمی دارای ضریب شکست n باشد وn تابعی از طول موج باشد ، ان جسم پاشنده است چون مواد فیبر از دو ضریب شکست متفاوتn0وn2 تشکیل یافته پس فیبر نوری یک محیط پاشنده میباشد بطورکلی هرچه پاشندگی کمتر باشد پهنای باند بیشتر می شود

پاشندگی(تفرق) یا بهتر گفته شوداعوجاج سیگنال باعث افزایش پهنای سیگنال نوری درطول فیبر می شود افزایش پهنای باند ارسالی (ارسال سیگنال آنالوگ) و پهن شدن پالس در طول فیبر نوری ، باعث تداخل اطلاعات و اعوجاج و بالاخره عدم تشخیص آن در مقصد میشود . اثر این عامل در انواع فیبر نوری یکسان نمیباشد . برای یک فیبر پله ای که انواع مختلف عوامل اعوجاج حضور دارند . میزان ظرفیت اطلاعات آن حدود ۲۰mhz-km می باشد (پهنای باند در فاصله اندازهگیری ظرفیت میباشد) و برای فیبر های تدرجی با انتخاب پروفای ضریب شکست مناسب برای یک طول موج یعنی میزان پهن شدن پالس را میتوان به حد اقل رساند و بر این اساس مقدار پهنای باند در فاصله آنرا به ۲ mhz-km افزایش داد. پهنای باند فیبرهای تک مدی به مراتب بیشتر از این و حدود ۱۰۰mhz-kmمیباشد .

انواع پاشندگی

بطور کلی میتوان پاشندگی را به دو قسمت تقسیم کرد

۱-پاشندگی درون عدسی INTAMODAL

۲-پاشندگی بین مدی INTERMODAL DISPERSION

پاشندگی درون مدی:

که در اثر مواد بکار رفته در ساخت فیبر میباشد . پهن شدن یک پالس که توسط یک مد حمل میشود را پاشندگی درون مدی و اغلب بنام پاشندگی کروماتیک یا پاشندگی رنگ نیز خوانده میشود . این پدیده در نتیجه وابستگی سرعت گروهی به طول موج بوجود می آید و چون پاشندگی درون مدی به طول موج وابسته است بنابراین اثر آن در اعوجاج سیگنال با افزایش پهنای طیف منبع نور افزایش می یابد . این پهنای طیف ، محدوده طول موجهایی است که توسط منبع ن.ر تابش میشود پهنای طیف معمولا بصورت مقدار موثر (rms) مشخص میگردد برای دیودهای نوری (LED) مقدار موثر پهنای طیف تقریبا چند درصد طول موج مرکزی است . پاشندگی درون مدی به دو دسته تقسیم بندی میشود:

۱-پاشندگی ماده ۲- پاشندگی موجبر

۱- پاشندگی ماده MATERIAL DISPERSION

این پاشندگی و تفرق در اثر وابستگی ضریب شکست مواد بکار رفته در هسته فیبر بطول موج ،‌ و تغییرات آن بصورت

تابعی از طول موج بوجود میآید . این عامل باعث وابستگی سرعت گروهی هر مد مورد نظر به طول موج میشود.

پاشندگی موج بر : Wave Guide Dispersion

در موجبر فیبر نوری امکان دارد پاشندگی درون مدی تولید شود و این در نتیجه تغییرات سرعت گروهی ، طول موج برای یک مد مخصوص میباشد بعبارتی دیگر بعلت غیر خطی بودن تغییرات ثابت انتشار و فرکانس زاویه ای می باشد.

بطور کلی برای یک مقدار ثابت پارامتر قطع v ، تاخیر گروهی برای هر مد هدایت شده متفاوت است .

و بر همین اساس مدهای مختلف در زمانهای متفاوت به انتهای فیبر میرسند که این اختلاف زمانی بستگی به تاخیر گروهی آنها دارد و این همان عاملی است که موجب پهن شدن پالس می شود در فیبر های چند مدی عموما پاشندگی موجبر در مقایسه

با پاشندگی ماده خیلی کوچک و قابل اغماض است برای فیبر های تک مدی پاشندگی موجبر مهم است و مقدار آن در حدود همان پاشندگی ماده است بعبارتی دیگر در فیبر های تک مدی انتشار امواج محدود به هسته نبوده و در حدود ۲۰ درصد ار این نوع از طریق غلاف منتقل میگردد و چون ضریب شکست غلاف از مغز کمتر است لذا سرعت انتشار در غلاف از مغز بیشتر است و چون نور منتشره در غلاف و هسته یک مد واحدی هستند سرعت موثر انتشار مقداری بین سرعت در هسته و غلاف خواهد بود . سرعت موثر انتشار تابع ضریب شکست و ضریب شکست تابع طول موج میباشد .

در نتیجه سرعت موثر انتشار با طول موج نیز تغییر میکند بنابراین پاشندگی موجبر تابعی از طول موج خواهد بود مقدار پاشندگی موجبر علاوه بر طول موج به ساختمان و ماده فیبر نیز بستگی دارد .

پاشندگی بین عددی Intermodal Dispersion

پاشندگی بین مدی مربوط به مقادیر مختلف تاخیر گروهی برای مدهای متفاوت در یک فرکانس معین میباشد .بدین معنی که تعداد زیادی مد میتواند در طول فیبر منتشر شوند بنابراین مدهای مختلف ، مسافات متفاوتی را در فیبر طی کرده و بنابراین در زمانهای مختلف به انتهای دیگر فیبر میرسد این اختلاف زمان بین فیبرهای نوری منتشر شد، از مسیرهای مختلف با طولهای متفاوت بوجود میآید و این تغییرات زمان باعث پهن شدن پالسی که گسترش مدال(Modal Dispersion) گفته می شود پهن شدن پالس بر اثر گسترش بیین مدها پیش می آید در نتیجه این مکانیزم اعوجاج در فیبرهای مختلف ستک مدی قابل اغماض است . ولی در فیبرهای چند مدی با ضریب شکست پله ای و تدریجی وجود دارد.


شکل ۸: ضریب نویز اضافی بر حسب ورودیهای نرمالیزه شده شبکه

استفاه از موادی که شکاف انرژی (Eg) بزرگتری دارند باعث می شود که احتمال وجود و تکثیر نویز کمتر شود. بنابراین مطابق شکل ۸ انتظار داریم که با بزرگتر شدن شکاف انرژی، F کوچکتر شود. به دلیل تکثیر بهمنی، تغییر F به ازای تغییرات شکاف انرزی ناحیه تکثیر (Egm) نسبت به تغییرات شکاف انرژی ناحیه جذب (Egi) شیب بزرگتری دارد.

بزرگتر شدن سطح مقطع (۸) باعث افزایش نویز می شود چون سطح مقطع عبور حامل بزرگتر شده و احتمال وجود و تکثیر نویز بیشتر می شود. افزایش طول موج با کاهش انرژی آن همراه است. کاهش انرژی و کاهش احتمال جذب فوتون باعث می شود که با افزایش طول موج، F کوچکتر شود. تغییرات طول موج در بازه μm 63/0 تا μm55/1 است. شکل ۸ صحت مطالب فوق را تأیید می کند.

نتیجه:

با شبکه های عصبی مصنوعی اثر عوامل مختلف بر ضریب نویز اضافی sam-apd را می توان بررسی کرد. همچنین می توان رابطه ضریب نویز اضافی بر حسب بهره را با تقریب خوبی تعیین کرد. بنابراین با شبکه های عصبی مصنوعی می توان اثر تغییر پارامترهای ساختار SAM-APD بر ضریب نویز اضافی را تعیین کرد. بدین ترتیب قبل از ساخت افزاره می توان نویز آن را حدس زد. بنابراین یک مهند طراح بسته به نیاز می تواند افزاره را به گونه ای طراحی کند که نویز آن حداقل شود.

مراجع:

[۱] E. Gramsch, R. E. Avila, and J. Ferrer, “Development of a Novel Plannar-Construction
Avalanche Photodiode”, IEEE Trans. .Nucl. Sci., vol. 48, pp. 211-217, 2001.

[۲] J. N. Haralson, and K. F. Brennan, “Novel Edge
Suppression Technique for Plannar Avalanche
Photodiode”, IEEE J. Quantum. Electron., vol. 35, pp. 1863-1869, 2000.

[۳] H. Nie, K. A. Anselm, C. Lenox, and P. Yuan, “Resonant-Cavity Separate (RCE) Absorption, Charge
and Multiplication Avalanche Photodiodes with High
Gain-Bandwidth Product”, IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 33, pp. 409-411, 1998.

[۴] J. N. Haralson, J. W. Parks, and K. F. Brennan, “Numerical Simulation of Avalanche Breakdown within
InP-InGaAs SAGCM Standoff Avalanche
Photodiodes”, IEEE J . Lightwave . Technol., vol. 15, pp. 2137-2140, 1998.

[۵] N. Shih, “Excess Noise Analysis of Separate
Absorption Multiplication Region Superlattice
Avalanche Photodiodes,” IEEE Trans. Electron. Devices, vol. 48, pp.1075-1081, 2001.

[۶] F. Ma, S. Wang, and X. Li, “Monte Carlo
Simulation of Low-Noise Avalanche Photodiodes with
Heterojunction,” Apply. Phys. Lett., vol. 92, pp. 4791-4795, 2002.

[۷] H. S. Nalwa, Photodetectors and Fiber Optics, Academic Press, 2001.

[۸] G. Keiser, Optical Fiber Communication, McGrawHill, 1985.

۹-منهاج، محمد باقر، مبانی شبکه های عصبی، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، آذر ۱۳۷۹٫

[۱۰] K. A. Anselm, H. Nie, C. Hu, and P. Yuan, “Performance of Thin Separate Absorption, Charge, and Multiplication Avalanche Photodiodes”, IEEE J. Quantum. Electron., vol. 34, pp. 482-490, 1998.

[۱۱] H. Nie, C. Lenox, G. Kinsey, and P. Yuan, “Resonant-Cavity InGaAs/InAlAs Separate Absorption, Charge and Multiplication Avalanche Photodiodes“, IEEE J. Quantum. Electron., vol. 34, pp. 543-546, 1998.

[۱۲] Y. Le Bellego, J. P. Praseuth, and A. Scavvennec, “AlInAs/GaInAs SAGM-APD”, IEEE J. Lightwave. Technol., vol. 23, pp. 458-461, 1998

[۱۳] K. A. Anselm, S. S. Murtaza, and R.V. Chelakara, “High Performance Resonant-Cavity Photodetectors“, IEEE J. Lightwave. Technol., vol. 23, pp.458-461, 1999.

[۱۴] J. C. Campbell, S. Chandrashekhar, W. T. Tsang, and G. I. Qua, “Multiplication Noise of WideBandwidth InP/InGaAsP/InGaAs Avalanche
Photodiodes”, IEEE J. Lightwave. Technol., vol. 7, pp. 473-478, 1989.

[۱۵] R. Kuchibhotla, A. Srinivasan, J. C. Campbell, and
C. Lei, “Low Voltage High-Gain Resonant-Cavity
Avalanche Photo diode “, IEEE J. Lightwave. Technol., vol. 3, pp. 354-356, 1991.

[۱۶] H. Nie, K. A. Anselm, and C. Hu, “High-Speed
Resonant-Cavity SAM Avalanche Photodiodes“, Research in University of Texas, 1998.

[۱۷] S. S. Murtaza, K. A. Anselm, C. Hu, and H. Nie, “Resonant-Cavity Enhanced Separate Absorption and
Multiplication (SAM) Avalanche Photodetector
(APD)”, IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 7, pp. 1486-1488, 1995.


 



موضوعات :
ترجمه

درباره نویسنده

admin 162 نوشته در رهاپروژه دارد . مشاهده تمام نوشته های

دیدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *