Investigation of Optimal input Angle for Directional Coupler and Field-profile Overshooting

We investigate a method to improve the extinction ratio of directional couplers by controlling the angle of approach to their input ports and controlling the error limit for improving the extinction ratio of the directional coupler. Although relatively large angle of approach to the input port usually causes an error in calculations made by mode propagation analysis(MPA), optimally designed angle of approach not only minimizes errors in MPA calculations but also can improve extinction ratio by precision control of coupling coefficients of optical modes. We show that abrupt changes in approaching angle, although not enough to cause modal leakage, give rise to field-profile overshooting, which degrades extinction ratio and other properties of the directional coupler. Using Beam Propagation Method (BPM) we calculate two types of input structures, linear and curved, for optimization of extinction ratio.

방향성 결합기 입사도파로의 최적 접근각도의 광모드 과잉쏠림 현장의 조절

방향성 결합기의 소멸비 특성 개선을 위해 입사도파로의 접근각도를 조절하는 방안의 가능성과 오차한계를 살펴보았다. 입사도파로의 접근각도가 크면 단순한 모드분석 이론의 틀에 오차를 유발하게 되지만 적절하게 조절하면 오차를 극소화하면서도 입사되는 광모드의 결합계수를 미세 조절함으로써 소멸비를 개선하는 효과가 있었다. 급격한 접근각도의 설정 시에는 비록 그 각도가 작아서 유출모드(leak mode)에 의한 손실이 있기 전이더라도 광모드의 과잉쏠림(field-profile overshooting)에 의해 각종 특성의 열화가 생기기 시작하는 것을 발견하고 그 영향을 분석하였다. 진행 광모드의 변화는 BPM(Beam Propagation Method)으로 전산 모사하였으며, 직선형 및 곡선형의 두 가지 입사도파로 구조에 대해 특성변화를 비교하여 소멸비 특성을 최적화하는 조건을 얻어내었다.