Abstract
Optical wavelength filters based on directional couplers are rigorously designed and analyzed by Modal Transmission-Line Theory (MTLT). The conventional parallel directional coupler is utilized to implement a narrow-band filter, and it takes up the coupler with tapered structure as a wide-band filter. The power transfers of TE/TM modes in narrow-band filters are maximized at ${\lambda}=1.303{\mu}m\;and\;1.1496{\mu}m$, and the optical bandwidths are then 30nm and 10nm, respectively. Furthermore, when the coupling lengths of TE/TM modes in wide-band filters operating at ${\lambda}=1.55{\mu}m$ are selected as $183{\mu}m\;and\;178{\mu}m$, those are operated as the stop-band and pass-band filters, respectively.
모드 전송선로 이론(MTLT: Modal Transmission-Line Theory)을 사용하여 방향성 결합기로 구성된 광 파장 필터를 설계하고 그 특성을 정확히 분석하였다. 전형적인 평면 구조형 결합기가 협대역 필터를 구현하기 위하여 이용되었으며, 테이퍼형 방향성 결합기가 광대역 필터를 구현하기 위하여 채택되었다. 협대역 필터의 경우 TE/TM 모드는 ${\lambda}=1.303{\mu}m$와 $1.1496{\mu}m$에서 최대 결합효율을 나타냈으며, 그 대역폭은 각각 30nm와 10nm로 나타났다. 더욱이, ${\lambda}=1.55{\mu}m$에서 동작하는 광대역 필터의 경우 TE/TM모드의 결합길이를 $183{\mu}m$와 $178{\mu}m$로 선택하였을 때 각각 저지대역(stop-band)과 통과대역(pass-band) 필터특성을 나타내었다.