Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Filter optik add/drop merupakan komponen yang penting dalam sistem wavelength division multiplexing (WDM). Microring resonator merupakan struktur fotonika yang umum digunakan untuk aplikasi filter add/drop. Popularitas microring resonator sebagai filter add/drop didasari karakteristiknya yang mampu menghasilkan Q-factor tinggi dalam dimensi yang kecil serta selektivitas panjang gelombang yang tinggi. Di sisi lain galium nitrida (GaN) adalah semikonduktor yang memiliki karakteristik yang menjanjikan untuk aplikasi divais optolektronika berkecepatan tinggi dan pada kondisi lingkungan ekstrim.Pada tesis ini dilakukan desain filter optik add/drop berbasis struktur microring resonator menggunakan material GaN. Filter ini dirancang untuk beroperasi pada rentang panjang gelombang C-band (1530 - 1565 nm), khususnya pada panjang gelombang 1550 nm. Struktur filter ini terdiri dari pandu gelombang berbentuk racetrack yang terkopel ke dua pandu gelombang bus. Proses optimasi desain dilakukan dengan metode finite difference time domain (FDTD) menggunakan perangkat lunak Lumerical MODE. Parameter yang dioptimalisasikan meliputi dimensi pandu gelombang, celah udara, panjang coupler, dan panjang rongga resonansi.Hasil optimalisasi menunjukkan bahwa dimensi pandu gelombang yang optimal untuk aplikasi filter microring resonator adalah . Selanjutnya, hasil simulasi filter menunjukkan bahwa parameter microring resonator yang optimal adalah: lebar celah udara 100 nm; panjang coupler ; dan panjang rongga resonansi . Struktur ini memiliki FSR sebesar 25,3 nm; FWHM sebesar 0,2 nm (25 GHz); on-off ratio sebesar 35 dB; serta transmisi resonansi pada through port dan drop port berturut-turut sebesar -16 dB dan -1,4 dB dengan panjang gelombang resonansi 1550 nm.Di samping itu untuk menghasilkan flatness (kedataran) pada pass-band dilakukan juga simulasi dan analisa struktur double microring resonator dengan parameter optimal yang didapatkan dari simulasi sebelumnya. Jarak antara microring divariasikan untuk mencari nilai optimal. Hasil simulasi menunjukkan bahwa dengan jarak antara microring sebesar 275 nm, didapatkan spektrum transmisi drop port yang lebih datar dibandingkan struktur single microring pada rentang panjang gelombang 1550,4 -1550,8 nm dengan nilai transmisi resonansi sebesar -4 dB

---

An optical add/drop filter is a crucial component for wavelength division multiplexing (WDM) systems. A Microring resonator is a photonics structure that is widely used as an add/drop filter. The popularity of microring resonators as an add/drop filter is due to their ability to achieve a high Q-factor with small footprints and wavelength selectivity. On the other hand, gallium nitride (GaN) have favorable characteristics for application in extreme conditions and high-speed optoelectronic devices.

In this thesis, the design of an optical add/drop filter based on a microring resonator with GaN material was conducted. This filter is designed to operate within the C-band (1530 – 1565 nm) wavelength range, especially at 1550 nm. The filter structure consists of a racetrack-shaped waveguide coupled into two bus waveguides. The optimization process was conducted by the finite difference time domain (FDTD) method using Lumerical MODE software. The parameters that were optimized include waveguide dimensions, air gap, coupler length, and cavity length.

The optimization results showed that the optimum waveguide dimensions are . Next, the simulation results showed that the optimum microring resonator parameters are: an air gap of 100 nm; coupler length of ; and cavity length of . This structure has an FSR of 25.3 nm; FWHM of 0.2 nm (25 GHz); an on-off ratio of 35 dB; and a through port and a drop port resonance transmission of -16 dB and -1.4 dB with a resonant wavelength of 1550 nm.

Aside from that, in order to achieve flatness on pass-band, simulation and analysis of double microring resonator structure were also conducted using the previously obtained optimum parameter. The distance between the two microrings was varied to find the optimum value. Simulation results showed that with a distance of 275 nm, a flatter drop port transmission spectrum than the single microring configuration within a 1550,4 nm – 1550,8 nm with a resonance transmission value of -4 dB was obtained"

"Perkembangan teknologi sel surya terus meluas setiap tahunnya. Berbagai pendekatan studi melalui sifat/karakter material penyusunnya, ketebalan lapisannya hingga teknologi nano strukturnya terus dikembangkan. Bila ketiga faktor tersebut diintegrasikan dan disesuaikan akan menghasilkan unjuk kerja keluaran yang optimal. Silikon, sebagai bahan dasar teknologi sel surya sudah terbukti secara komersial mampu menghasilkan efisiensi hingga 20%, namun memiliki tingkat refleksi diatas 30%. Galium Nitrida (GaN), sebagai bahan material campuran semikonduktor golongan III-V, dengan sifat tuneable bandgap-nya mampu meningkatkan kemampuan transmisi spektrum cahaya hingga 72% pada panjang gelombang rendah. Tesis ini memperlihatkan hasil pengaruh material nanostruktur GaN sebagai lapisan anti-refleksi terhadap sel surya berbasis silikon. Perangkat lunak simulasi GPVDM akan memperlihatkan hasil pembacaan tingkat refleksi, transmisi, dan absorpsi terhadap kombinasi GaN/Si sel surya. Ketebalan lapisan GaN, berteknologi nanostruktur kisi, akan divariasikan dalam tiga ukuran dengan perbedaan 0,5e-07m (50nm) per ketinggiannya. Perbandingan dengan Si tanpa struktur GaN kisi, struktur GaN/Si dengan ketinggian kisi 50nm menunjukkan tingkat refleksi lebih rendah, yaitu sekitar 11% dan tingkat transmisi 3 kali lebih tinggi. Kisi dengan tinggi 150nm menghasilkan efisiensi tertinggi diantara uji sampel, yaitu sekitar 1% pada unjuk kerja GaN/Si sel surya. GaN dengan teknologi nanostruktur kisi sebagai anti-refleksi berpotensi sebagai salah satu alternatif untuk meningkatkan unjuk kerja sel surya berbasis silikon.

---

The development of solar cell technology continues to expand every year. Utilization of the constituent material characteristic, the thickness of the layers to the nanostructure technology are improved. When these three factors are integrated and adjusted, it will produce optimal output performance. Silicon, as a basic material in solar cell technology that has been commercially proven to be able to produce efficiencies of up to 20%, is known to have a reflection rate above 30%. Gallium Nitride (GaN), as a class III-V alloy semiconductor material, with its tune-able bandgap properties could increase the ability of light spectrum transmission to 72% at low wavelengths. This thesis report will show the results of the influence of GaN nanostructure grating as an anti-reflective layer on silicon-based solar cells. The GPVDM Simulator will show the reflection, transmission and absorption result of the GaN / Si solar cell. The grating nanostructure GaN layer thickness will be varied into three sample with 0,5e-07m difference for each. GaN/Si structure with 50nm height gratings’ yield 11% reflection lesser and 3 times higher on transmission level compare to Si solar cell without GaN grating structure. GaN with 150nm height grating structure provide the highest efficiency among the samples, around 1%. Hence, GaN with grating nanostructure technology as an anti-reflective has the potential as an alternative to improve the performance of silicon-based solar cells."

"Pembagi daya optik berperan penting dalam pemrosesan daya optik. Di sisi lain, galium nitrida (GaN) adalah semikonduktor yang menjanjikan untuk divais elektronik dan fotonik yang beroperasi pada panjang gelombang untuk komunikasi optik. Pada penelitian ini dilakukan desain baru pembagi daya optik 1 × 4 menggunakan material GaN. Desain dikhususkan untuk panjang gelombang telekomunikasi optik 1,55 μm. Desain yang dilakukan terdiri dari kombinasi dari tiga pencabang Y dan pandu gelombang persegi. Struktur pencabang Y di sisi masukan digunakan untuk membagi daya optik menjadi dua, sedangkan dua struktur lainnya untuk menghasilkan keluaran yang terbagi menjadi empat. Pandu gelombang persegi terkopel berfungsi untuk memperlebar jarak antara keluaran pencabang Y pertama. Optimasi desain dilakukan menggunakan beam propagation method (BPM). Optimasi dilakukan dengan memvariasikan lebar dan tebal pandu gelombang, sudut pemisah, panjang pandu gelombang persegi terkopel, dan jarak antara pandu gelombang persegi terkopel (coupling gap). Hasil eksperimen numerik menunjukkan bahwa ukuran pandu gelombang persegi optimal untuk mendukung propagasi moda tunggal adalah: lebar 4 μm dan tebal 4 μm. Ditunjukkan pula bahwa sudut pemisah optimal pencabang Y adalah sebesar 1,9 ̊. Untuk bagian pandu gelombang persegi terkopel, panjang optimal untuk ketiga pandu gelombang persegi berturut-turut adalah 400 μm, 530 μm, dan 1870 μm, dengan coupling gap 1 μm. Berdasarkan hasil optimasi, desain yang dilakukan menghasilkan excess loss sebesar 0,096 dB dan imbalance sebesar 0,06 dB. Ditunjukkan pula bahwa pada rentang C-band (1,53 μm hingga 1,565 μm), nilai terendah excess loss dan imbalance berturut- turut sebesar 0,09 dB dan 0,02 dB, serta nilai tertinggi berturut-turut sebesar 0,11 dB dan 0,07 dB.

---

Gallium nitride (GaN) semiconductor is a promising candidate for electronic and photonic devices operating at a wavelength for optical communications. Optical power divider as one of the passive components in optical communications is widely used. In this research, a novel 1 × 4 optical power divider using GaN semiconductor on sapphire was designed. The design was focused on optical telecommunication applications at the wavelength of 1.55 μm. The proposed design consists of a combination of three sets of Y-branch structures and rectangular waveguides coupling. The Y-branch structure at the input side was used to split the optical power into two beams while the other two Y-branch structures at the output side split it into four output beams. Rectangular waveguides coupling was designed to widen the splitting angle of the Y-branch structure at the input side. The design optimization was conducted by using the beam propagation method (BPM). The waveguide width and thickness, splitting angle of the Y-branch structure, the length of the rectangular waveguide for coupling, and coupling gap was optimized. The results of the numerical experiments showed that the waveguide was optimum to support single-mode propagation for width and thickness of 4 μm and 4 μm, respectively. It is also shown that the splitting angle for the Y-branches structure was optimum at 1.9 ̊. For the coupling section, the optimal length of the three rectangular waveguides were 400 μm, 530 μm, and 1870 μm, respectively, with a coupling gap of 1 μm. Based on the optimization results, the proposed design divided the optical power into four output beams with an excess loss of 0.096 dB and an imbalance of 0.06 dB. The performance of the design was also investigated through the C-band range (1.53 until 1.565 μm) which gave the proposed design the lowest excess loss and imbalance of 0.09 dB and 0.02 dB, respectively with the highest excess loss and imbalance of 0.11 dB and 0.07 dB."