A Study on the Characteristics of Directional Coupler by BPM

BPM에 의한 방향성 결합기의 특성 연구

The coupling length is very important factor for the study of directional coupler and other intergrated-optic devices. And the calculation of coupling length is the fundamental process of studing various types of intergrated optical devices. But the calculation of coupling length, requires coupling coefficient n. and the evaluation of coupling coefficient f is very tedious because it requires the calculation of overlap intergral of the two modes. Because of above reason, we suggest the use of beam propagation method, We suggest the basic configuration of directional coupler, which has three different types of longitudinal to vertical ratio, and calculate the coupling length of sugested configuration by both coupled mode thery and beam propagation method and compare the results of each method.

방향성 결합기같은 광의 결합현상을 이용한 집적광학 소자에서 결합거리는 소자의 특성을 결정할 수 있는 가장 중요한 요소이다. 또한 결합현상을 이용한 소자들의 연구시 결합거리의 계산은 가장 기본적인 특성 해석방법이 되고 있다. 지금까지 결합거리의 계산시에는 주로 모드결합이론을 사용하였는데 이때 결합계수를 계산하는 과정은 양쪽 도파로가 독립 적으로 존재한때의 모드의 분포를 각각 계산한 후, 그 결과를 가지고 무한적분을 행하여야하는 어려움을 가지고 있었다. 따라서 본 연구에서는 Beam Propagation Method(BPM)를 이용하여 결합계수의 계산없이 결합거리를 계산할것을 제안하였다. 그리고 제안의 타당성을 입증하기 위해서 가장 기본적인 방향성 결합기 모델을 설정하고 모드결합이론과 BPM과의 결과를 비교 검토하였다.