• Title/Summary/Keyword: 광자밴드갭

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A study on the photonic bandgaps in two-dimensional photonic quasicrystals by FDTD simulation (FDTD 시뮬레이션을 이용한 2차원 광자준결정 구조의 광자밴드갭 특성 연구)

  • Yeo, Jong-Bin;Yun, Sang-Don;Lee, Hyun-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.530-531
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    • 2008
  • 본 논문에서는 우수한 광학 특성으로 활발히 연구되고 있는 광자결정(PCs)과 이를 변형시킨 광자준결정(PQCs) 구조를 설계하고 특성을 평가, 비교하였다. 특성 평가는 cubic 및 hexagonal 기본격자의 PCs와 8-fold PQC 구조를 비교하였으며 각각 동일한 충진률 동일한 굴절률 차이의 조건을 갖도록 설계하여 구조에 따른 PBGs 변화를 살펴보았다. 계산 방법은 Maxwell 방정식을 이용한 finite difference time domain (FDTD) 전산모사법을 사용하였다. 본 연구의 결과로부터 잘 설계된 2차원 PQCs는 낮은 굴절률차이(${\Delta}n$)의 물질 구조에서도 완전한 광자밴드갭(photonic bandgaps: PBGs)를 가질 수 있다는 것을 확인하였다. 본 연구진은 다중회전 홀로그래피 방법 (multi-rotational holographic method)을 이용하여 설계된 PQCs를 완벽하게 재현하려는 공정을 진행 중에 있다.

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Photonic Band Gap Characteristics by Shape of Lattice with Uniformity Area (동일한 면적을 가지는 격자의 모양에 따른 광자 밴드갭 특성에 관한 연구)

  • 김기욱;오범환;이승걸;박세근;이일항
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2003.07a
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    • pp.226-227
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    • 2003
  • 광자 크리스탈 (Photonic Crystals)은 서로 다른 유전체의 주기적인 구조로 이루어져 있으며, 전자기파가 특정한 주파수 범위에서 전파하지 못하고 차단되는 영역인 광자 밴드갭 (Photonic Band Gap)이 존재한다. 이러한 광자 밴드갭의 존재로 인하여 빛의 흐름을 조절할 수 있다는 점 때문에 반사거울, 휘어진 도파로(bent waveguide), 레이저, 채널 드롭핑 필터(channel dropping filter) 등 여러 가지 다양한 분야에 응용될 수 있다. (중략)

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Block Copolymer Photonic Crystals (블록공중합체 광자결정)

  • 윤보경;박철민
    • Polymer Science and Technology
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    • v.15 no.3
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    • pp.317-326
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    • 2004
  • 광자 (photon)를 이용하여 정보의 전달, 표시, 감지 그리고 저장이 가능한 다양한 형태의 소자들은 현재 그 주를 이루고 있는 전자 (electron)가 매개인 소자를 대체할 수 있는 가능성을 가지고 활발히 연구되고 있다. 전자의 움직임은 재료 내에 주기적으로 배열되어 있는 원자나 분자의 결정구조에 의해 제어된다. 이는 전도밴드 (conduction band)와 원자가 밴드(valance band) 사이에 존재하는 전자 밴드갭 (electronic band gap)을 조절함으로써 가능하다. 이와 유사한 개념으로 광자의 움직임은 유전체의 주기적인 배열을 통해서 가능함이 제안되었다. 규칙적인 유전체의 결정구조를 가진 재료에 빛이 조사되었을 때, 그 재료를 통과하지 못하는 특정파장이 결정되며 이를 광자 밴드갭 (photonic band gap: PBG)이라 한다. (중략)

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Normalized characteristics of the photonic bandgaps in two-dimensional photonic crystals with a hexagonal lattice by FDID simulation (FDTD 시뮬레이션을 이용한 육방정계형 2차원 광자결정에서의 광자밴드갭 특성 정규화)

  • Yeo, Jong-Bin;Lee, Hyun-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2009.06a
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    • pp.38-38
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    • 2009
  • Characteristics of the photonic bandgaps (PBGs) in two-dimensional photonic crystals (2D PCs) with a hexagonal lattice have theoretically studied using a finite difference time domain (FDTD) simulation. In this research, we propose a concept of optical coverage ratio (OCR) as a new structural parameter to determine the PBGs for E-polarized light. The OCR is an optically compensated filling factor. It is possible to normalize the PBGs of 2D PCs by introducing the OCR.

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Calculation of band structures and dispersion surfaces in two-dimensional photonic crystals using the FDTD method (FDTD 방법을 이용한 2차원 황자 크리스탈의 밴드 구조와 분산 곡선의 계산)

  • 홍수완;김창모;정교방
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.12 no.6
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    • pp.479-484
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    • 2001
  • The analysis of photonic band gaps and anomalous dispersion phenomena in photonic crystals requires understanding of band structures and dispersion surfaces. We show the results of the calculation of band structures and dispersion surfaces for a few two- dimensional lattices, using the finite-difference time-domain method with periodic boundary conditions. In addition, localized defect modes the exist within the band gap are computed by the same method.

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Photonic Crystal Mirror with Ultra Wide-Band omnidirectional-photonic bandgap (초 광대역 옴니-광자 밴드 갭을 갖는 광자결정 미러)

  • Nam, Gi-Yeon;Cho, Sung-June;Lee, Hyun-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2005.07a
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    • pp.455-458
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    • 2005
  • 옴니(omnidirectional)-PBG(photonic bandgap)의 크기는 쌍을 이루는 광자결정 재료의 고유 굴절률, 충진율 및 두께에 의해 결정되는 것이 일반적이다. 그러나 광자결정체가 다중주기를 가지도록 제작하면 옴니-PBG의 크기를 변화 시킬 수 있다. 본 연구에서는 Si/$SiO_2$를 기본 구조로 하는 광대역 옴니-PBG용 광자결정 구조를 설계, 제작하고 그 특성을 평가 하였다. 각각 단일 주기 $\Lambda_1$(426.9nm) 및 $\Lambda_2$(306.9nm)를 갖는 8N-Si/$SiO_2$ 광자결정에 대해 TE/TM-편광광 $5^{\circ}$$45^{\circ}$ 입사각에 대한 반사-스펙트라 측정결과는 설계값과 일치하였다. 특히 이중주기 $(8N\cdot{\Lambda}_1+8N\cdot{\Lambda}_2)$를 갖도록 제작된 Si/$SiO_2$ 광자결정은 입사각 $5^{\circ}$의 TE-편광광 반사-스펙트라 측정결과, 약 1050-2500nm의 광대역 파장범위에서 광자 밴드 갭을 보였다.

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Optical Characteristics of Two-dimensional Silicon Photonic Crystal Slab Structures with Air and Silica Cladding (공기 및 실리카 클래딩을 갖는 2차원 실리콘 광자 결정 슬랩 구조의 광학적 특성)

  • Lee, Yoon-Sik;Han, Jin-Kyu;Song, Bong-Shik
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.20 no.4
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    • pp.211-216
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    • 2009
  • Much research into two-dimensional (2-D) photonic crystal (PC) structures has been conducted for realization of ultrasmall optical integrated circuits. A 2-D silicon (Si) PC slab structure with air cladding (n=1) is one of the representative structures in 2-D PCs. While air-clad Si PC slab structures have good optical characteristics, their suspension in air can lead to mechanical weakness, making integration with some optical devices difficult. In this paper, we propose improving the mechanical robustness of PC structure by developing a 2-D Si PC structure with symmetric silica cladding (n=1.44) and comparing its optical properties to that of the air-clad structure. First, we investigate the optical properties of a 2-D Si PC slab structure with air cladding by using a 3-D finite difference time domain method. We determined that a photonic bandgap of 330 nm and a non-leaky propagating bandwidth of 100 nm in the optical communication range are possible. Next, we investigate the optical properties of 2-D Si PC slab structures with silica cladding. Even though the refractive index of the silica cladding is higher than that of air, we developed a silica-clad structure with good optical properties: a photonic band gap of approximately 230 nm and a non-leaky propagating bandwidth of 90 nm, comparable to that of the air-clad PC structures.