• 제목/요약/키워드: 광집적소자

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Zn-Vapor확산에 의한 Ti:LiTaO$_{3}$ 광도파로의 굴절률 증가에 관한 연구 (A study on the enhancement of refractive index in Ti:LiTaO$_{3}$ optical waveguides by Zn-vapor diffusion)

  • 정홍식;정영식
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제9권3호
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    • pp.298-303
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    • 1996
  • A double diffusion technique is developed to enhance the effective mode index of optical waveguides in $LiTaO_3$. It consists of Zn diffusion from the vapor phase at relatively low temperatures (750->$800^{\circ}C$), into waveguides initially produced by Ti indiffusion at higher temperature (1150->$1200^{\circ}C$). Both X- and Z-cut substrates are investigated. A model that combines profiles of both diffusion is formulated to calculate the expected effective index values for planar waveguides. Good agreement is found between experimental results and model predictions which assume that the initial Ti profile is not affected by the lower temperature Zn diffusion. Effective index enhancements as high as 0.005 and 0.003 are obtained by this method for the fundamental extraordinary and ordinary modes, respectively.

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전계측정용 전기광학 $Ti:LiNbO_3$ Mach-Zehnder 집적광학 간섭기에 관한 연구 (A Study on Electrooptic $Ti:LiNbO_3$ Mach-Zehnder integrated-optic interferometers for Electric-Field Measurement)

  • 정홍식
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권12호
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    • pp.15-22
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    • 2011
  • 전계 측정시스템에서 센서 감지부로 $1.3{\mu}m$ 파장에서 동작하는 대칭/비대칭 구조의 Mach-Zehnder 간섭기를 구현하였다. BPM 전산모사를 통해서 소자를 설계하였고, $LiNbO_3$에 Ti 확산방법으로 구현된 채널 광도파로에 집중전극구조를 배열하여 집적광학 칩을 제작하였다. 대칭 구조로 위상차가 없도록 제작된 소자는 전기신호 200Hz, 1kHZ 구형 파형에서 반 파장전압 $V_{\pi}$=6.6V, 변조 깊이 100%, 75%로 각각 측정되었다. 한편 ${\pi}$/2 위상차를 갖도록 설계된 비대칭 구조에서는 DC 0V에서 측정된 출력 광세기가 최고치에 약 1//2에 해당됨을 확인하였으며, 1kHz 전기 신호를 인가해서 ${\pi}$/2 위상차 때문에 나타나는 전기적 현상들을 확인하였다.

비대칭 $Ti:LiNbO_3$ Mach-Zehnder 간섭기를 이용한 집적광학 전계센서 제작 및 성능에 관한 연구 (A Study on the Fabrication of Integrated Optical Electric-Field Sensor and Performance utilizing Asymmetric $Ti:LiNbO_3$ Mach-Zehnder Interferometer)

  • 하정호;정홍식
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권10호
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    • pp.128-134
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    • 2012
  • 전계 측정시스템에서 센서 감지부로 $1.3{\mu}m$ 파장대역에서 동작하는 비대칭 구조의 집적광학 Mach-Zehnder 광변조기를 구현하였다. BPM 전산모사를 통해서 소자의 동작 특성을 검증하였고, $LiNbO_3$에 Ti 확산방법으로 구현된 채널 광도파로에 평판형 안테나가 부착된 집중 전극구조 배열하여 전계 센서를 제작하였다. 500 KHz, 5 MHz 각각의 주파수에서 측정 가능한 최소 전계는 1.02 V/m, 6.91 V/m로 평가 되었으며, 이에 대응되는 각 주파수에서 ~35 dB, ~10 dB의 다이나믹 범위가 측정되었다.

Ti:LiNbO3 Y-fed Balanced-Bridge 마하젠더 간섭 광변조기를 이용한 집적광학 전계센서에 관한 연구 (A Study on the Integrated-Optical Electric-Field Sensor utilizing Ti:LiNbO3 Y-fed Balanced-Bridge Mach-Zehnder Interferometric Modulators)

  • 정홍식
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권1호
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    • pp.29-35
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    • 2016
  • 집적광학 $Ti:LiNbO_3\;1{\times}2$ Y-fed Balanced-Bridge 마하젠더 간섭기(YBB-MZI) 구조에 다이폴 패치 아테나를 적용해서 $1.3{\mu}m$ 파장대역에서 동작하는 전계센서를 구현하였다. BPM 전산모사를 통해서 소자 설계 및 동작성능을 검증하였고, $1.3{\mu}m$ 파장대역에서 ~16.6 V 스위칭전압과 이에 대응해서 소멸비는 ~14.7 dB로 측정되었다. 10 MHz, 50 MHz 각각의 주파수에서 감지 가능한 최소 전계는 1.12 V/m, 3.3 V/m로 측정 되었으며, 이에 대응되는 각 주파수에서 ~22 dB, ~18 dB의 다이나믹 범위가 측정되었다. 제작된 센서는 0.29~29.8 V/m 범위의 전계세기에 대해서 선형응답 특성을 나타내었다.

초고속 대용량 광통신을 위한 광집적 소자 기술 동향 (Technical Trends of Photonic Integrated Circuits for High Speed, High Capacity Optical Communication)

  • 백용순
    • 전자통신동향분석
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    • 제24권6호
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    • pp.52-60
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    • 2009
  • 인터넷의 보급과 더불어 폭발적으로 늘어나기 시작한 데이터 통신은 FTTH의 보급과 IPTV, VoD 등 본격적인 멀티미디어 수요의 증가에 따라 매 18개월마다 통신량이 2배씩 증가하는 "광 무어의 법칙"이 성립되고 있다. 지속적인 대역폭의 증가를 수용하기 위해서는 핵심 광부품의 소형화 및 저가화가 반드시 필요하며 이러한 요구사항 수용을 위한 핵심요소는 광집적화 기술 개발을 통한 광소자의 고집적화 및 고속화 달성이다. 광집적화 기술은 크게 두 가지 분류로 나눌 수 있는데 이종 물질간의 하이브리드결합에 의한 구현과 단일 혹은 유사 물질에 의한 모놀리식 집적에 의한 방법이다. 본 고에서는 하이브리드 집적 및 모놀리식 집적 기술의 핵심 요소 및 기술발전 현황에 대해 살펴본다.

InP계 리지 도파로 구조에서 활성층-수동층 버트 조인트의 광결합 효율 최적화 연구 (Optimization of Optical Coupling Properties of Active-Passive Butt Joint Structure in InP-Based Ridge Waveguide)

  • 송연수;명기환;김인;유준상;류상완
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.47-54
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    • 2020
  • 활성 도파로와 수동 도파로의 집적은 광집적 회로의 구성에서 필수적인 요소이다. 이를 구현하기 위한 여러 기술 중 버트 조인트는 상당한 장점을 가지고 있다. 그러나 버트 조인트 접합은 높은 광손실을 야기하며, 두 도파로 간의 정렬에 있어서 정확한 공정 제어가 요구되는 구조이다. 본 논문에서는 레이저 다이오드와 spot size converter (SSC)로 구성된 집적 소자를 시뮬레이션하기 위해 beam propagation method을 이용하였다. 상이한 모드 특성을 갖는 두 SSC를 레이저 도파로와 연결하고, 광결합 효율을 시뮬레이션 하였다. 큰 근접장 모드를 가지는 SSC는 낮은 광결합 효율을 보여주나, 원거리 발산각 패턴이 좁고 더 대칭적이다. 테이퍼 구조의 수동 도파로는 원거리 발산각 패턴을 열화시키지 않고 버트 조인트에서 도파로 오프셋의 무의존성과 광결합 효율을 향상시키기 위해 이용되었다. 이를 바탕으로 89.6%의 높은 광결합 효율과 16°×16°의 좁은 원거리장 발산각을 얻을 수 있었다.

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

  • 이윤식;한진규;송봉식
    • 한국광학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.211-216
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    • 2009
  • 초소형 광집적 회로를 실현하기 위해 실리콘 기반의 2차원 광자 결정에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 중에서 대표적 구조인 공기 클래딩을 갖는 2차원 실리콘 광자 결정은 우수한 광학적 특성을 가지나, 다양한 소자를 집적화하기에는 기계적 강도가 약하다. 본 연구에서는 기계적 강도를 향상시킨 대칭적인 저굴절률 실리카 클래딩을 갖는 2차원 실리콘 광자 결정을 제안하며, 공기 및 실리카 클래딩을 갖는 광자 결정 슬랩 구조의 광학적 특성을 이론적으로 비교하였다. 3차원 유한 차분 시간 영역법을 이용하여 공기 클래딩을 갖는 2차원 실리콘 광자 결정 슬랩 구조를 분석한 결과, 광통신 대역에서 약 330 nm의 광자 밴드갭과 약 100 nm의 무손실 도파 대역을 가짐을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 실리카 클래딩을 갖는 2차원 광자 결정 슬랩 구조를 계산한 결과, 클래딩의 굴절률이 공기보다 높음에도 불구하고 공기 클래딩 구조의 광학적 특성에 버금가는 약 230 nm의 광자 밴드갭과 약 90 nm의 무손실 도파 대역을 갖는 구조를 설계하였다.