Journal of Software Assessment and Valuation (한국소프트웨어감정평가학회 논문지)

Korea Software Assessment and Valuation Society (한국소프트웨어감정평가학회)
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Simulation and Examination for Beam Profile of DFB Laser with an Anti-reflection Coated Mirror

무반사 면을 갖는 DFB 레이저의 빔 분포 시뮬레이션과 검정

  • 권기영 (공주대학교 전기전자제어공학부) ;
  • 기장근 (공주대학교 전기전자제어공학부)
  • Received : 2020.05.17
  • Accepted : 2020.06.19
  • Published : 2020.06.30
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Abstract

Lasers for optical broadband communication systems should have excellent frequency selectivity and modal stability. DFB lasers have low lasing frequency shift during high speed current modulation. In this paper, when a refractive index grating and a gain grating are simultaneously present in a DFB laser having a wavelength of 1.55 ㎛, the dielectric film is coated so that reflection does not occur on the right mirror surface, so that ρr=0. For the first mode, which requires a minimum gain at the threshold, the beam distribution of the oscillation mode in the longitudinal direction and the radiated power ratio Pl/Pr were analyzed and compared for the cases of the phase of ρl=π and π/2. If the phase of ρl=π, in order to obtain a low threshold current and high frequency stability, κL should be greater than 8. In the case of the phase of ρl=π/2, for low threshold current, κL is necessary to be 1.0, where the oscillation frequency coincides with the lattice frequency. DFB lasers with an anti-reflection coated mirror have excellent mode selectivity than 1.55um DFB lasers with two mirror facets

광대역 광통신 시스템에 사용되는 레이저는 우수한 주파수 선택성과 모드 안정성을 가져야한다. DFB(Distributed Feedback) 레이저는 고주파로 전류 변조를 하더라도 발진 주파수의 변화가 적다. 본 연구에서는 1.55um의 파장을 갖는 DFB 레이저에서 굴절률 격자와 이득 격자가 동시에 존재할 때, 오른쪽 거울 면에 반사가 일어나지 않도록 유전막 코팅을 하여 ρr=0 이 되도록 하였다. 문턱에서 최소 이득을 필요로 하는 제 1모드에 대하여, 종 방향으로의 발진 모드의 빔 분포와 방사전력비 Pl/Pr를 ρl의 위상=π인 경우와 ρl의 위상=π/2인 경우에 대하여 비교 검증했다. ρl의 위상=π인 경우, 낮은 문턱 전류와 높은 주파수 안정성을 얻기 위해서는, κL이 8보다 커야 한다. ρl의 위상=π/2인 경우, 낮은 문턱 전류를 위해서는 κL=1.0이 되도록 해야 하고, 이때 발진 주파수는 격자 주파수와 일치한다. 반사 방지 코팅을 하지 않은, 두 개의 거울 면을 가진 1.55um의 파장을 갖는 DFB 레이저보다, 한쪽 거울 면에 무반사 코팅을 한 경우에 모드 선별성이 훨씬 크다.

Keywords

References

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