Սիմոնյան, Ռուբեն Իգորի

Технология

Աշխատությունը նվիրված է հեռահաղորդակցության համակարգերում կիրառվող բազմաշերտ կիսահաղորդչային կառուցվածքների օպտիկական հատկությունների թվային մոդելավորմանը՝ առանձնահատուկ ուշադրություն դարձնելով կլանող և ճառագայթող շերտերի վարքին։ Հետազոտության հիմնական նպատակն է մաթեմատիկական և հաշվարկային մեթոդների միջոցով նկարագրել, թե ինչպես են նման բարդ կառուցվածքները փոխազդում էլեկտրամագնիսական ճառագայթման հետ և ինչպես կարելի է կանխատեսել դրանց օպտիկական բնութագրերը՝ առանց յուրաքանչյուր տարբերակ ֆիզիկապես պատրաստելու և փորձարկելու։ Բազմաշերտ կիսահաղորդչային համակարգերը կազմված են տարբեր նյութերի և հաստությունների հաջորդական շերտերից, որոնց օպտիկական հատկությունները կարող են զգալիորեն տարբերվել։ Այդ շերտերի սահմաններում տեղի ունեցող անդրադարձումները, բեկումները, ինտերֆերենցիան և ճառագայթման կլանումը միասին ձևավորում են ամբողջ համակարգի սպեկտրային արձագանքը։ Աշխատության շրջանակում թվային մոդելավորումը հնարավորություն է տալիս ուսումնասիրել այդ գործընթացները՝ փոփոխելով շերտերի նյութը, հաստությունը, բեկման ցուցիչը, կլանման գործակիցը և կառուցվածքի երկրաչափական պարամետրերը։ Կարևոր տեղ է զբաղեցնում կլանող միջավայրերում լույսի տարածման ուսումնասիրությունը։ Երբ էլեկտրամագնիսական ալիքը անցնում է կիսահաղորդչային շերտով, դրա ինտենսիվությունը կարող է նվազել նյութի կողմից էներգիայի կլանման հետևանքով։ Միաժամանակ որոշ կիսահաղորդչային կառուցվածքներ կարող են ոչ միայն կլանել, այլև ճառագայթել էլեկտրամագնիսական էներգիա, ինչն առանձնահատուկ նշանակություն ունի օպտոէլեկտրոնային և հեռահաղորդակցական սարքերում։ Այդ պատճառով մոդելավորումը պետք է հաշվի առնի ինչպես կլանման, այնպես էլ ճառագայթման գործընթացները և դրանց փոխադարձ ազդեցությունը։ Բազմաշերտ կառուցվածքների կարևոր առանձնահատկությունը միջշերտային բազմաթիվ անդրադարձումների առաջացումն է։ Յուրաքանչյուր շերտի սահմանին ալիքի մի մասը կարող է անդրադառնալ, իսկ մյուս մասը՝ անցնել հաջորդ շերտ, ինչի հետևանքով ձևավորվում են ինտերֆերենցիոն երևույթներ։ Դրանց շնորհիվ հնարավոր է ստանալ որոշակի ալիքային երկարությունների ուժեղացում կամ թուլացում և նպատակային ձևավորել կառուցվածքի սպեկտրային բնութագրերը։ Թվային հաշվարկները թույլ են տալիս ուսումնասիրել անդրադարձման, փոխանցման և կլանման գործակիցների կախվածությունը ալիքի երկարությունից, ինչպես նաև հայտնաբերել ռեզոնանսային վիճակները և օպտիկական կորուստների առավել նշանակալի աղբյուրները։ Աշխատության կարևոր կիրառական ուղղությունը հեռահաղորդակցության համակարգերի համար օպտիկական և օպտոէլեկտրոնային սարքերի նախագծումն է։ Նման համակարգերում օգտագործվող կիսահաղորդչային կառուցվածքների օպտիկական պարամետրերի ճիշտ ընտրությունը կարող է ազդել ազդանշանի փոխանցման արդյունավետության, ճառագայթման հզորության, հաճախականային ընտրողականության և ընդհանուր էներգետիկ արդյունավետության վրա։ Թվային մոդելավորումը հատկապես արժեքավոր է նախագծման փուլում, քանի որ հնարավորություն է տալիս համեմատաբար արագ ուսումնասիրել բազմաթիվ կառուցվածքային տարբերակներ և ընտրել առավել արդյունավետ լուծումները։ Հետազոտությունը կարող է առնչվել նաև կիսահաղորդչային լազերների, լուսադիոդների, ֆոտոդետեկտորների, օպտիկական ֆիլտրերի և այլ օպտոէլեկտրոնային տարրերի տեսական մոդելավորմանը։ Աշխատության մեթոդաբանական արժեքը կայանում է նրանում, որ ֆիզիկական երևույթների ուսումնասիրությունը համակցվում է թվային հաշվարկի հետ՝ հնարավորություն տալով կառուցվածքի պարամետրերի և ստացվող օպտիկական արդյունքների միջև քանակական կապ հաստատել։ Ընդհանուր առմամբ, աշխատանքը ներկայացնում է բազմաշերտ կիսահաղորդչային համակարգերի օպտիկական հատկությունների ուսումնասիրության ժամանակակից հաշվարկային մոտեցում, որի միջոցով հնարավոր է գնահատել կառուցվածքների կլանող և ճառագայթող հատկությունները, կանխատեսել դրանց սպեկտրային վարքը և օպտիմալացնել պարամետրերը հեռահաղորդակցության ու օպտոէլեկտրոնիկայի կիրառությունների համար։