• 제목/요약/키워드: $Ti:LiNbO_3$ 광도파로

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광통신용 도파로형 $Ti:LiNbO_3$ AOTF 제작 및 특성 (Characteristics and Fabrication of a Waveguide Type $Ti:LiNbO_3$(Acousto-Optic Tunable Filter) for Optical Communications)

  • 김성구;한상필;윤형도;임영민;윤대원;정운조;박계춘;정해덕
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.637-645
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    • 1998
  • The characteristics of waveguide, electrode and packaging fabricated for acousto-optic tunable filters(AOTF) used for optical communications were analyzed. A $Ti:LiNbO_3$in-diffusing method was employed for the formation of the optical waveguide with a dimension of width $8{\mu}m$, length $30000-50000{\mu}m$ and varying the thickness. The diffusion was carried at $1050^{\circ}C$ for 8 hours to pattern the optical waveguide. The resulted waveguide exhibited a single mode at 1550nm optical wavelength. The width of IDT, with 10 SAM periods, was $5000{\mu}m$ . Impedances of the electrodes deposited with Au were analyzed using a network analyzer; $48.1\Omega$ at the center frequency of 193MHz for electrode thickness of $1500{\AA}$ and $50.7\Omega$ at the center frequency of 192MHz for $1600\AA$. And the characteristics of packaged AOTF was analyzed. When the electrical frequency 177.1MHz was applied to the device, the mode conversion efficiency was measured as 63% at the optical wavelength 1515nm.

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CPW 진행파 전극, M-Z형 Ti:LiNbO3 광 변조기 (CPW travelling-wave electrodes, Mach-Zehnder type Ti:LiNbO3 optical modulator)

  • 피중호;정은주;최정성;김창민
    • 한국광학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.475-482
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    • 2004
  • Mach-Zehnder 간섭기와 CPW 진행파 전극을 이용한 외부 광변조기를 제작하였다. 유한차분법(FDM)을 이용하여 단일모드를 갖는 Ti:LiNbO$_3$ 광도파를 설계하고 이를 기반으로 M-Z 간섭기를 설계하였다. 또한 도파광과 MW간의 위상속도를 정합시키고 MW의 특성임피던스를 50Ω으로 맞추기 위하여, CPW 전극의 입$.$출력단 및 변조영역을 반복이완법(SOR)으로 수치해석 하였다. 제작된 소자의 삽입손실은 -3.2dB 정도였고, CPW 전극의 S$_{11}$은 12 GHz 이하의 주파수에서 -15 dB이하를 유지하였으며, S$_{21}$은 7 GHz까지 -3dB 이상을 나타내었다. 주파수 응답 측정 결과, 12 GHz에서 3 dB 변조대역폭을 갖는 것으로 측정되었다.

Ti 두께에 따른 Ti:LiNbO$_3$광도파로 특성 및 손실분석 (Loss Analysis and Preparation of Ti:LiNbO$_3$Optical Waveguide as a Function of Ti Thickness)

  • 정운조;김성구;정용근;강병모;조재철;박계춘;이진;유용택
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.425-427
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    • 1997
  • Ti:LiNbO$_3$optical waveguides were fabricated as a function of Ti thickness and pigtailed with polarization maintaining fiber(PMF). The near field patterns and total insertion loss of these sample was showed and measured for optical wavelength 1550nm. The fiber-to-waveguide coupling loss was described also .

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Wet Oxygen 분위기로 제작한 z-cut $Ti;LiNbO_3$도파로 광특성 및 두께에 따른 삽입손실 (z-cut $Ti;LiNbO_3$ Waveguide Optical Properties and lnsertion Loss As a Function of $Ti;LiNbO_3$thickness Fabricated by wet Oxygen Atmosphere)

  • 김성구;윤형도;윤대원;박계춘;정해덕;이진
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.903-910
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    • 1998
  • Ti:LiNbO$_3$ optical waveguides have been fabricated by Ti-diffusion in wet oxygen atmosphere. The fabrication conditions of furnace temperature, diffusion time and bubbler temperature were 105$0^{\circ}C$, 8 hours and 9$0^{\circ}C$, respectively and Ti thickness was varied from 700$\AA$ to 1500$\AA$. In this paper, the nearfield patterns, mode sizes (hirizontal/vertical) and insertion loss of waveguides were discussed at wavelength 1550 nm ad function of Ti thickness. With the planar waveguide, the effective index change and diffusion depth were calculated at 632.8nm using the prism coupling method. From these results, the best Ti thickness in our conditions seems like to by 1200$\AA$~1300$\AA$.

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$Ti:LiNbO_3$ 도파로 제작을 위한 열처리 과정 동안 강유전 도메인 특성에 미치는 영향 (Ferroelectric domain inversion in $LiNbO_3$ crystal plate during heat treatment for Ti in-diffusion)

  • 양우석;이형만;권순우;김우경;이한영;윤대호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.124-127
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    • 2005
  • [ $Ti:LiNbO_3$ ], 광도파로 제작을 위해 큐리온도$(T_c)$ 아래에서 백금박스 내에서 알곤 과 산소 분위기 내에서 열처리 과정 동안 기판 표면의 강유전 도메인 특성 변화를 관찰하였다. 열처리 된 $LiNbO_3$ 기판의 +Z면의 경우 전체적으로 약 $1.6{\mu}m$ 두께로 도메인 반전이 이루어 졌으며, 표면에서 etch hillock이 관찰되었다. $LiNbO_3$ 결정 표면의 Li 이온이 외부로 확산 되는 영향을 감소시킬 수 있는 환경에 있는 기판 면에서 하나의 도메인이 관찰되었으며, 이때 결정 표면에서의 식각특성, 결정성 및 양이온 분포변화에 관하여 X-선 회절, AFM 및 SIMS를 이용하여 분석하였다.

LiNbO3 광도파로 제작에 관한 연구 (A Study on the Fabrication LiNbO3 Optical Waveguide)

  • 김선엽
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.6221-6226
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    • 2015
  • 광통신시스템에서 효율적인 광전송을 위해서는 광섬유와 필름 도파로사이에 효율적인 결합이 필요하다. 광섬유와 필름 도파로를 직접연결하면 광섬유와 필름 도파로간의 크기 및 모양의 차이로 인한 필드 프로필의 불일치로 인하여 연결부위에서 많은 광손실이 발생하기 때문에 광효율이 저하된다는 문제점이 존재한다. 이에 본 논문에서는 광섬유와 광도파로의 직접 연결 시 발생하는 효율의 저하를 막기 위해 광섬유와 광도파로를 연결하는 Y-branch를 설계하고 제작하였다. Y-branch의 해석방법으로는 많은 광도파로의 해석법 중 가장 간단하고 적용이 쉬운 섭동궤환방법을 사용하였다. 해석된 결과를 이용하여 $LiNbO_3$ 에 Ti를 확산시키는 방법을 통하여 Y-branch를 제작하여 측정을 실시하였다. 측정은 $1550{\mu}m$ LD레이저 광원을 이용하여 커플러를 통하여 광이 입사하도록 구성한 후 출련단에서 광신호의 near field mode를 측정하였다. 이를 통하여 Y-branch를 통해 입사하는 광의 입사조건을 변화시켜도 고차모드들은 모두 제거되고 기본 모드만 유지되고 있는 특성을 확인하였다.

Fiber-to-fiber Total Insertion Loss가 <6d8인 Ti:LiNbO$_3$ 광도파로 Pigtailing 및 도파모드특성

  • 김성구;윤형도;임영민;윤대원;한상필
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.73-76
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    • 1997
  • A low loss x-cut LiNbO$_3$ optical waveguide was fabricated by Ti in-diffusion and the guided-mode properties and total insertion loss of pigtailing with polarization maintaining fiber(PMF) were investigated and measured at optical wavelength 15507. For formaing the waveguide, the parameters of diffusion Ti thickness, waveguide line-width, length, diffusion temperature, time and atmosphere were set 1400$\AA$, 8${\mu}{\textrm}{m}$, 3.3cm, 105$0^{\circ}C$, 8 hours and wet bubbled oxygen, respectively. and then After the polishing and pigtailing, it showed that total insertion loss was -4.1dB for TM mode, -5.5dB for TE mode, and mode size, that is, horizontal/vertical sizes were 13.87/18${\mu}{\textrm}{m}$ for TM mode, 9.61${\mu}{\textrm}{m}$/6.5${\mu}{\textrm}{m}$ for TE mode.

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Mach-Zehnder형 진행파 Ti:$LiNbO_3$ 광변조기의 제작 및 변조응답 추정 (Fabrication of Mach-Zehnder Type Traveling-Wave Ti:$LiNbO_3$ Optical Modulator and Estimation of Frequency Response)

  • 한영탁;이우진;고병국;이병권;김창민
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권11호
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    • pp.791-803
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    • 2001
  • Mach-Zehnder 간섭기를 이용한 Ti:$LiNbO_3$ 진행파 광변조기를 설계 및 제작하였다. FDM을 이용하여 광도파로의 최적 설계치를 추출하였다. CPW 진행파전극의 MW 유효굴절률 및 특성임피던스를 정합시키기 위하여 taper 영역의 입·출력단에서는 CMM을, 변조영역에서는 FEM으로 설계를 수행하였다. 제작된 소자의 MW 특성으로는, S 파라미터로부터 감쇠상수 ${\alpha}_m$=0.05426 $\sqrt{f}$, MW 유효굴절률 $N_{eff}$=2.2025, 특성임피던스 $Z_c$=39 ${\Omega}$이 추출되었다. MW 특성으로부터 계산한 주파수응답 $R({\omega})$의 3 dB 변조대역폭은 ~10GHz으로 예측되었다.

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Ti:LiNbO3 세 도파로형 진행파 광변조기;바깥입사, 반대칭 Detuning (Ti:LiNbO3 three-waveguide type traveling-wave optical modulator; outer fed, anti-symmetrical Detuning)

  • 이우진;정은주;피중호;김창민
    • 한국광학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.375-384
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    • 2004
  • Ti:LiNbO$_3$ 세 도파로형 광도파로와 CPW 진행파 전극으로 구성된 고속 외부 광변조기를 설계, 제작하였다. 결합모드 이론을 이용하여 세 도파로 광결합기의 스위칭 현상을 해석하였으며, 유한차분법을 이용하여 결합길이를 계산하였다. SOR에 의해 위상속도 및 특성 임피던스 정합 조건이 만족되도록 CPW 진행파 전극의 파라미터를 설계하였다. 제작된 소자의 dc 스위칭 및 전극의 RF 특성을 측정하였다. 제작된 세 도파로 광변조기의 삽입손실과 스위칭 전압은 약 4 dB와 15.6 V였다. RF 특성을 얻기 위하여 회로분석기(Network Analyzer)를 이용하여 진행파 전극의 S 파라미터를 측정하였다. 측정 결과 진행파 전극의 특성임피던스 Z$_{c}$=39.2$\Omega$, M/W(Microwave) 유효굴절률 N$_{eff}$=2.48, 그리고 감쇠상수 a$_{m}$ =0.0665/(equation omitted)등의 파라미터를 추출하였다. 추출된 진행파 전극 파라미터를 이용하여 이론적인 주파수 응답 R($\omega$)을 계산하였으며, 광 검출기로 측정된 주파수 응답 R($\omega$)과 비교하였다. 주파수 응답측정 결과, 3 dB 변조대역폭은 13 GHz로 측정되었다.

Ti:PPLN 광도파로를 이용한 비선형광학 기반의 의사 위상정합 2차 조화파 발생 (Quasi Phase-Matched Second Harmonic-Wave Generation based on Nonlinear-Optic Effect Utilizing Ti:PPLN Optical Waveguides)

  • 정홍식;정영식
    • 한국광학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.408-415
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    • 2008
  • 고전압 펄스를 인가시켜서 주기적으로 도메인을 반전시키는 공정을 검토하였으며, 이를 적용해서 제작된 Ti 확산 리튬나오베이트 채널광도파로(Ti:PPLN) 기반의 의사 위상정합 2차 조화파 발생을 체계적으로 측정하였다. 2차 조화파 발생을 위해서 $16.6{\mu}m$ 분극 주기와 49 mm 길이의 Ti:PPLN 채널광도파로를 제작하였으며, 473(%/W) 변환효율이 측정되었다.