폴리머 전기광학 변조기는 넓은 변조대역, 낮은 구동전압, 빠른 응답속도, 및 쉬운 공정등의 잇점 때문에 관심이 집중되어 많은 연구가 되어져 왔다. 최근에는 1000Hz 이상에서 동작하거나 1V 이하의 구동전압을 갖는 폴리머 광 변조기가 보고된바 있으며 이는 저가의 광 변조기 개발의 가능성을 보여준다. 그러나 폴리머 광 변조기는 기존의 광 변조기들에 비해 광 전파손실이 크고 열적 안정성이 낮다는 문제점등이 있다. (중략)
광 간섭계는 광을 이용한 다양한 계측분야에 사용된다. 일반적인 광 간섭계의 지연단은 기계적인 광지연에 의해 저속이며, 시스템 구성상 안정성이 떨어지게 된다. 본 논문에서는 기존의 광간섭계 지연단의 기계적 방식을 배제한 광위상 변조기를 이용한 지연단을 설계하고 그 특성을 분석하였다. 제안된 광 간섭계는 1310nm 10GHz의 반복율을 갖는 광원과 광위상변조기를 이용한 전(全) 광섬유 형태로 안정한 구성을 하였다. 구성된 광간섭계는 광위상 변조기의 변조 전압, 변조 주파수의 변화에 의해 광지연시간의 쉬운 변조가 가능하였으며 최대 20ps 의 광지연시간을 얻을 수 있었다.
공간 광변조기(spatial light modulator)는 빛의 진폭, 위상 혹은 편광 상태를 공간적으로 변조하는 소자이다. 2차원적인 화소 배열을 갖는 공간 광 변조기는, 전자 소자들이 지니지 않는, 정보를 고속으로 병렬 처리할 수 있는 기능에 힘입어, 광상관기, 광컴퓨터, 프로젝션 TV, 빔 프로젝트, 홀로그래피 메모리의 핵심 소자로 지난 50년간 활발히 연구되어, 액정 공간 광 변조기, 자기 광학 공간 광 변조기$^{(1)(2)}$ 등이 개발되었다. 이 중에서 자기광학 공간 괌 변조기는 화소의 스위칭 스피드가 빠르고, 견고하고, 내방사능성을 가질 뿐만 아니라, 비휘발성이라는 장점을 가지고 있어, 주로 우주항공용의 Miniature Ruggedized Optical Correlator(MROC)$^{(3)}$ 에 사용되어 왔다. 본 논문에서는 새로운 개념의 공간 광 변조기인 자성 포토닉 결정을 이용한 자기 광학 공간 광 변조기(MPC-MOSLM)의 제조에 관하여 논하고자 한다 (중략)
광 정보 처리 특성을 극대화하기 위해 실시간 동작이 가능한 공간 광 변조기를 사용하며 그중 액정 화면은 기존의 공간 광 변조기에 비해 가격이 저렴하고 특히 꼬인 네마틱 액정 화면 공간 광 변조기는 전기 신호에 따라 광을 변조 할 수 있다는 원리에 의해 여러 가지 이론과 설계 방법이 연구되었으며 기본 매개 변수들을 효과적으로 계산하는 방법이 계속 발표되었다. 본 논문에서는 원형 편광 된 광을 꼬인 네마틱 결정을 갖는 공간 광 변조기에 투사 시켜서 검광기에 통과한 세기 분포를 관찰하여 이상 굴절 축의 회전 방향을 결정하는 방법을 제안하였으며, 존스 행렬을 사용하여 수학적 타당성을 부여하였다.
본 연구에서는 단일 광 변조기를 양자교환과 자기정열 방식을 이용하여 X-cut NiNbO$_{3}$기판에 제작하였다. 여기에서 어닐링 처리 효과는 단일 광 변조기에서 도파로의 굴절율 변화 특성을 나타냈으며 특히 어닐링 처리 시간의 조절에 의해서 단일 광 도파로가 광범위하게 변화된다는 것을 알았다. 이것을 기초로하여 광 변조기는 어닐링 공정 및 자기 정열방식에 의한 최적화와 간단화를 제작 공정에 응용 할 수 있었다.
본 논문에서는 선형전기광효과(Pockel 효과)를 이용하여 X대역 마이크로파(9375 MHz)를 광변조하는데 관하여 이론적인 해석과 실험적인 연구를 했다. 전기광 결정체 KDP를 공진형 변조기로 설계하여 z축으로 광선과 평행하게 마이크로파 전계를 인가하여 변조했다. 변조파 출력을 가변단락판의 위치변화에 따라 관찰했으며 /2에서 변조가 잘 개폐되는 것을 알았다. 또한 출력변조의 세기를 인가 전계의 세기를 변화시켜 측정하여 이론곡선과 비교해서 약 5%의 오차를 얻었다. 결과적으로 아직 해결되어야 할 문제는 많이 있지만 비교적 만족스러운 광변조기를 얻었다.
본 논문에서는 Time Prism을 이용한 초고속 광지연을 위한 시스템을 구성하고 그 성능ㅇ르 분석하였다. 초고속 광지연을 위해 구성된 시스템은 1310nm의 15ps 펄스폭을 갖는 펄스 레이저와 광위상 변조기를 사용하여 구성하였다. 구성된 광지연 시스템은 광섬유형태로 매우 안정되며, 광위상 변조기 변조 신호의 변화를 통해 지연 시간의 조정이 가능하였다.
본 논문에서는 마하-젠더 광 변조기와 EDFA(Erbium-Doped Fiber Amplifier)로 구성된 아날로그 광통신 링크에서 광 변조기에 인가되는 바이어스 전압의 조정을 통해 광통신 링크 출력의 랜덤 지터를 효과적으로 감소시키는 방법에 관하여 연구하였다. 광 변조기의 바이어스를 $0.5\;V_{\pi}$로부터 약 $0.089\;V_{\pi}$로 이동시켰을 때, 10 GHz RF 신호의 이득은 최대 10.65 dB가 증가하였고, 랜덤 지터는 EDFA의 입력 광 파워가 -0.11 dBm일 때 최대 46.5% 감소하였다.
광반사 변조 분광법에서 측정된 결과를 해석하기 위하여 전산모사 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 광반사 변조 분광 특성해석에 필요한 인자들을 사용자가 손쉽게 바꿀 수 있으며, 그 값에 따른 결과를 실제 측정 결과와 동시에 확인할 수 있도록 구현하였다. 광반사 변조 분광법에서 얻어지는 결과는 밴드갭 주변에서 변조되어 나타나는 TDFF(Third Derivative Function Form)와 밴드갭보다 높은 에너지에서 나타나는 표면 및 계면에서의 전기장에 기인한 FKO(Franz-Keldysh Oscillation)신호가 혼합하여 나타난다. 전산모사 프로그램을 통하여, 실제로 단일층으로 형성된 GaSb Epi 층에서 나타나는 광변조 특성에 대하여 해석하였으며, 광변조 분석에 특화되어 매우 유용한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, FFT (Fast Fourier Transform) 해석 Tool을 추가하여 FKO의 주파수 특성분석을 보다 용이하게 하였다.
마크-젠더 변조기와 광 필터를 사용하여 광 듀오바이너리 신호를 생성하는 광 듀오바이너리 송신기의 분산 내성을 이론적으로 분석하였다. 송신기의 전송 성능은 마크-젠더 변조기와 광 간섭계를 사용하고 구동 전압 조정으로 최적화하여 분산 내성을 향상 시킨 광 듀오바이너리 송신기와 비교하였다. 그 결과 광 필터를 사용한 광 듀오바이너리 송신기는 좁은 스펙트럼 대역폭을 유지하면서 광 간섭계를 사용한 광 듀오바이너리 송신기보다 개선된 수신 감도와 더 높은 분산 내성을 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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