The analysis of error characteristics in self-imaging and improved optimization of waveguide structure for multi-mode interference devices

Simple principles of self-imaging in Multi-Mode Interference (MMI) devices are based on the approximation of propagation constants. The analysis of the basic nature of the self-imaging principle reveals the problems of previous optimization methods, and provides a new scheme to optimize the external variables for the reconciliation of approximation problems by considering two different tendencies of approximation effects. Furthermore, the representative mode method is proposed to make the application easy. This optimization method provides an essential method for stable design and fabrication of MMI devices with improved characteristics.

자아결상원리의 오차 해석을 통한 다중모드간섭기의 최적화

다중모드간섭기의 자아결상(Self-Imaging)원리는 다중모드의 전파상수를 근사한 식에서 출발한다. 이러한 근사로 인해 발생하는 위상오차를 최소화하기 위해 기존 방식의 문제와 한계를 고찰하고, 위상오차의 근본적인 해석을 통하여 위상오차의 한계범위 내에 포함되는 모드수를 극대화한 최적 구조를 결정할 수 있었으며, 대표모드를 설정하여 기준으로 삼으면 이에 근접한 결과를 보다 쉽게 얻을 수 있었다. 다중모드간의 위상오차를 효율적으로 줄이는 최적구조를 원리적으로 제대로 구현함으로써, 다중모드간섭을 이용한 소자들 전반에 걸쳐 더욱 향상된 특성을 갖는 소자제작이 가능할 것으로 기대된다.