Improved design of a directional coupler by a novel concept

방향성 결합기의 성능 및 허용오차 개선을 위한 신제안

  • 최철현 (인하대학교 전자 전기 컴퓨터 공학부) ;
  • 박순룡 (인하대학교 전자 전기 컴퓨터 공학부) ;
  • 오범환 (인하대학교 전자 전기 컴퓨터 공학부)
  • Published : 2000.12.01

Abstract

We propose a novel design concept to improve extinction ratio by minimizing $Cv_e-Cv_o$ . Improvements of loss and fabrication error limit are also obtained by this hybrid design of the lateral shift and curved waveguide to control transfer coefficients, $Cv_e and Cv_o$ . The concept of lateral shift merges two transfer coefficients, and additional curved waveguide controls mode profile asymmetrically to help this minimizing effect of $Cv_e-Cv_o$ with no serious decrease in transfer efficiency. For a given InP based waveguide structure, the mode propagation analysis with an effective index approximation provided a calculational improvement of extinction ratio to -39 dB and fabrication error limit to $57.19\mu\textrm{m}$, with a structure design of $300\mu\textrm{m}$ waveguide curvature and $0.1\mu\textrm{m}$lateral shift. shift.

방향성 결합기의 성능개선을 위해 입사광과 결합기 도파모드와의 전이계수를 조절하여 $Cv_e$$Cv_o$ 의 차이, $Cv_e-Cv_o$ 를 줄임으로써 소멸비를 향상시키는 방안을 제안한다. 입력 도파로와 결합기의 접합부에서 입력 도파로를 수평 이동시키는 방식과 곡선형 입력 도파로의 도파모드 편향성을 이용한 방식을 혼합하여 적용해서 전이계수와 손실을 최적화하고 소멸비와 제작상의 허용오차를 월등히 개선한다. 주어진 도파로 구조의 경우 유효굴절률법과 MPA를 사용하여 분석한결과 곡률 반경이 $300\mu\textrm{m}$이고 접합위치의 수평이동이 $0.1\mu\textrm{m}$인 입력 도파로의 채택으로 최대 소멸비는 -39 dB로 낮출 수 있으며 -30dB 소멸비 기준에서의 방향성 결합기의 결합길이에 대한 제작 허용오차 폭은 $57.19\mu\textrm{m}$에 이르게 되었다. 이는 수평 이동을 고려하지 않는 직선형 입력 도파로에 비하여 최대 소멸비의 향상은 6dB 제작 허용오차 폭은 $13.9\mu\textrm{m}$ 향상시킨 결과이다.

Keywords

References

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