• 제목/요약/키워드: 광 다이오드

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질화물 계 발광다이오드의 광추출효율 향상을 위한 나노임프린트 리소그래피 공정

  • 변경재;홍은주;박형원;이헌
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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    • pp.27.2-27.2
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    • 2009
  • 현재 질화물 계 발광다이오드는 액정소자의 백라이트유닛, 모바일폰, 차량용램프, 교통신호등 등 다양한 장치의 광원으로 사용되고 있으며, 그 응용분야는 앞으로도 크게 확대되는 추세에 있다. 이는 발광다이오드의 저전력, 장수명, 친환경적인 장점에 의한 것으로, 일반 조명용 광원으로 사용하기 위한 기술개발이 활발히 진행 중이다. 하지만 질화물 계 발광다이오드를 미래의 조명용 광원으로 사용하기 위해서는 광출력이 보다 향상되어야 한다. 발광다이오드의 광출력을 저하시키는 요인으로는 다양한 문제점이 있지만 특히 낮은 광추출특성으로인한 광출력저하 문제를 해결해야 한다. 본 연구에서는 질화물 계 발광다이오드의 광추출특성을 향상시키기 위해서 나노임프린트 리소그래피 공정을 도입하였다. UV 나노임프린트 리소그래피 공정을 통해서 p형 질화갈륨 및 인듐주석산화물 투명전극 층에 sub-micron 급 광결정패턴을 형성하였으며, 광루미네선스와 전기루미네선스 측정을 통하여 광결정패턴으로 인한 광출력 특성을 분석하였다.

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이차원 광결정 InGaP 발광다이오드의 제작과 $(NH_4)_2S_x$ 패시베이션 효과의 관한 연구

  • 이기현;이정일;한일기;송계휴
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.115-115
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    • 2010
  • 광 결정 발광 다이오드를 제작하는데 있어서 문제가 되는, 표면 비 발광 재결합을 줄이기 위해서 $(NH_4)_2S_x$ 패시베이션 효과를 연구하였고, 실제 소자를 공정하였다. $(NH_4)_2S_x$ 패시베이션의 영향을 알아보기 위해서, GaAs 기판위에 10쌍 다중 양자 우물 구조를 가진, 에피탁시를 이용하여 광 결정 다이오드를 제작하였고, 그 후 패시베이션 처리를 하였다. 광 결정 격자 상수는 600 nm 였고, 전자 빔 노광기법을 이용하여 패턴을 만들었다. 패시베이션효과는 시분해 발광 측정을 이용하여 캐리어 라이프 타임의 변화를 통해 확인 할 수 있었다. 광 결정 구조가 없는 발광 다이오드에서의 라이프 타임은 2206 ps였고, 광 결정 구조를 가진 발광다이오드에서의 라이프타임은 831ps였다. 이는 식각된 구멍의 표면에서 비 발광 재결합이 증가했다는 것을 의미한다. 패시베이션 처리된 광 결정 발광다이오드의 라이프 타임은 1560 ps 으로 광 결정 구조의 표면에서 발생된 비 발광 표면 재결합이 상당히 줄었음을 알 수 있다. 상용 에피탁시에 실제 소자에 적용 가능한 광 결정 발광 다이오드를 제작하였다. 상용 에피탁시는 20쌍의 다중 양자우물과, 16쌍의 Distributed Bragg Reflector를 가진 구조이다. 이 상용 에피탁시에 광 결정 구조를 만들기 위해서 니켈 크롬 (NiCr) 마스크를 사용하였고, 기존 식각 시간보다 세배 길어진 식각 시간을 달성하였다.

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광 편향기 집적 레이저 다이오드의 제작 및 광의 편향 (Fabrication of deflector integrated laser diodes and light deflection)

  • 김강호;권오기;김종회;김현수;심은덕;오광룡;김석원
    • 한국광학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.171-176
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    • 2004
  • 광 편향기가 집적된 레이저 다이오드를 제작하고 편향기 주입전류에 따른 레이저 다이오드의 특성 변화 및 출력광의 편향을 조사하였다. 레이저 다이오드와 집적된 수동 도파로의 상부 클래드 층의 일부분에 광 편향기를 집적하고, 편향기의 전류 주입에 따른 굴절률 변화를 유도하여 출력광의 편향이 발생하도록 하였다. 편향기의 전류 주입에 따른 출력광의 특성변화를 조사하기 위하여 편향기 주입 전류에 따른 레이저 다이오드의 문턱 전류(threshold current), 발진 효율(slope efficiency) 및 출력광 스펙트럼을 측정하였다. 측정 결과, 편향기 전류의 증가에 따라 출력광의 문턱 전류는 증가하고, 발진 효율은 감소하는 경향을 나타내었으나 출력광의 스펙트럼에는 영향을 주지 않는 특성을 나타내었다. 또한, 이론적 계산을 통해 광 편향기를 지나는 광이 편향됨을 확인하고, 편향기 집적 레이저 다이오드에서 출력되는 광의 far-field pattern을 측정하여 편향기 주입 전류에 따른 출력광의 편향을 실험적으로 확인하였다. 제작된 광 편향기 집적 레이저 다이오드에서 15 ㎃의 광 편향기 주입 전류 변화에 대해서 1.9$^{\circ}$의 편향각 변화를 측정 할 수 있었다.

수광각을 자동정렬하는 무선광검출기 (Automatic Angle Alignment of a Wireless Optical Detector)

  • 이성호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.466-471
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    • 2003
  • 본 논문에서는 포토다이오드의 방향이 항상 신호광의 입사방향과 일치하도록 수광각을 자동정렬하는 광검출기의 구조를 새로이 소개한다. 이 광검출기에서는 신호광을 수신하기 위한 포토다이오드 1개를 중심으로 $\Phi$-축상에 4개의 포토다이오드와 $\theta$-축상에 2개의 포토다이오드를 추가로 배열하여 각각 $\Phi$-축과 $\theta$-축에 해당하는 모터를 구동한다. 이 광검출기는 임의의 모든 방향으로부터 입사하는 신호광에 대하여 약 1초 이내에 수신방향을 신호광 쪽으로 일치시킨다.

무반사 코팅된 다이오드 레이저의 능동형 모드락킹 (Active Mode-Locking of an Antireflection-Coated Diode Laser)

  • 나기운
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 1991년도 제6회 파동 및 레이저 학술발표회 Prodeedings of 6th Conference on Waves and Lasers
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    • pp.126-130
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    • 1991
  • 다이오드 레이저의 능동형 모드락킹 구조로부터 극초단 광펄스를 발생시켰다. 모드락킹된 광펄스를 얻기 위해 다이오드 레이저의 한쪽 면을 무반사 코팅했으며, 얻어진 광펄스의 폭(FWHM)은 22psec였다.

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마이크로 프로세서를 이용한 레이저 다이오드 파장 안정화에 관한 연구 (A Study on the Stabilization Scheme of Laser Diode Wavelength Using the Microprocessor)

  • 염진수;허창우
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 1999년도 추계종합학술대회
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    • pp.543-551
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    • 1999
  • 본 연구는 광 전송 시스템에 레이저 다이오드의 안정되고 고정된 출력 파장의 광원을 제공하기 위한 것이다. 레이저 다이오드를 구동하기 위하여 안정된 정전류 회로를 설계하려 했으며, 레이저 다이오드 자체의 온도센서와 TEC(Thermo Electric Cooler)를 이용하여 레이저 다이오드 내부의 온도를 제어하는 온도 제어 회로를 구성하였다. 또한 광 출력에 Wavelength Locker를 이용하였다. 최종적으로 이들을 제어하기 위하여 A/D, D/A 컨버터와 마이크로 프로세서를 사용하였다.

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고출력 808 nm 레이저 다이오드를 위한 양자점 구조 최적화 (Optimization of Quantum Dot Structures for High Power 808 run Laser Diode)

  • 손성훈;김경찬;트래버찬;서유정;김태근
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.130-130
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    • 2010
  • 고출력 레이저 다이오드는 광 디스크, 고체 레이저 여기, 광섬유 증폭기, 레이저 프린터, 위성 간 통신 등의 여러분야에 응용되고 있고. 고효율, 저가격, 초소형등과 같은 장점으로 수요가 점점 증가하고 있다. 최근 레이저 다이오드의 광출력 향상 및 열적 안성성를 위해 양자점(Quantum Dot) 응용에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 양자점 기반 레이저 다이오드는 전자가 3차원으로 구속되어 있어 열적 안정성이 우수할 뿐만 아니라 낮은 문턱전류밀도로 인해 열 발생이 적어 광출력 감소 현상을 지연시킬 수 있다. 또한 발광면에서의 재결합 확률이 낮아 표면재결합에 의한 신뢰성 열화 문제를 해결할 수 있어 고신뢰성의 레이저 다이오드를 개발할 수 있다. 고출럭 808 nm 양자점 레이저 다이오드 개발을 위해서는 레이저 다이오드의 활성 영역인 양자점 구조에 대한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 최적화된 고출력 808 nm 양자점 레이저 다이오드 에피 성장을 위해 에피 구조에 대한 2D 시뮬레이션을 수행하였고, 양자점 밀도 및 에피층 변화에 따른 최적 양자점 구조에 대한 연구를 수행하였다.

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조명용 고출력 백색 LED와 프레넬 렌즈를 이용한 가시광 통신 성능연구 (Performance Investigation of Visible Light Communication Using Super Bright White LED and Fresnel Lens)

  • 김민수;손경락
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권1호
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    • pp.63-67
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    • 2015
  • 백색 발광 다이오드는 조명과 통신이 동시에 가능하여 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 고출력 백색 LED와 저가형 광 다이오드, 프레넬 렌즈로 구성된 가시광 통신의 특성을 연구하였다. LED 구동회로는 고전력 MOSFET과 MOSFET 전용 구동칩을 사용하여 LED가 고속으로 온오프 되게 스위칭 하였다. 사용한 LED의 대역폭은 8 MHz로 측정되었다. 그러나 실내 조명환경을 고려한 500 lx 조도 하에서 통신 속도는 PIN 광 다이오드인 SFH213의 낮은 스펙트럼 감도와 낮은 신호전력으로 인해 1 Mbps까지만 가능하였다. 시스템 대역폭을 확장하기 위하여 프레넬 렌즈를 적용한 경우 수신단의 PIN 광 다이오드에 LED의 집광된 광 전력이 입사되도록 하여 LED의 대역폭까지 변조될 수 있었다. 프레넬 렌즈에 의한 신호대 잡음비는 40 dB 이상 향상되었다.

정전압 구동에 의한 레이저 다이오드의 광출력 안정화 (Optical power stabilization of a laser diode by constant voltage)

  • 이성호
    • 한국광학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.116-121
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    • 1997
  • 주위온도에 따른 레이저다이오드의 광출력의 변화는 정전류로 구동하는 경우와 정전압으로 구동하는 경우에 서로 다르다. 레이저다이오드를 정전류로 구동하는 경우에는 온도증가에 따라 밀도반전이 감소하므로 광출력이 감소한다. 그러나 정전압으로 구동하는 경우에는 이러한 열효과에 의한 광출력의 감소이외에 내부저항과 임계전압의 감소에 의한 주입전류의 증가효과가 있어서 열효과를 일부 상쇄하므로 광출력의 변화가 정전류로 구동할 때보다 적다. 특히 정전압으로 레이저다이오드를 구동하는 경우에 이 두가지 효과에 의한 광출력의 변화폭이 비슷하여 서로 상쇄되는 동작점 부근에서는 온도에 따른 광출력의 변화가 아주 적어져 정전류로 구동하는 때보다 훨씬 광출력이 안정함을 실험적으로 확인하였다.

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단일모드 다이오드 여기 녹색광 레이저 개발 (Developement of Single Mode Diode Pumped Green Laser)

  • 이용우;이종훈
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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    • pp.48-49
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    • 2003
  • 저출력 다이오드 여기 레이저에서는 공간모드 특성을 좋게하고 여기 효율을 올리기 위하여 단면 여기 방식을 주로 사용한다. 특히 레이저 다이오드 (LD)로 여기하는 단일모드 녹색광 레이저는 홀로그램, 간섭계, 측정기 등의 응용분야에서 수요가 날로 증가하고 있다. 단일모드 녹색광 레이저의 발진방법으로는 여러 가지가 고안되어 왔다. 먼저 공진기 내부에 얇은 판을 브루스터 (Brewster) 각으로 두어서 편광시키고 이것을 복굴절특성을 가진 Nd:YVO$_4$ 결정과 결합시켜 복굴절 필터 기능을 하게 하는 방법이 있다. (중략)

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