• 제목/요약/키워드: 분포 브래그 반사기

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경사입사각증착법을 이용한 이산화 티타늄 박막 기반의 고반사 분포 브래그 반사기 제작 및 특성

  • ;임정우;정관수;유재수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.350.1-350.1
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    • 2014
  • 분포 브래그 반사기(distributed Bragg reflector; DBR)는 광센서, 도파로, 태양전지, 반도체 레이저 다이오드, 광검출기와 같은 고성능 광 및 광전소자 응용분야에 널리 사용되고 있다. 일반적으로, DBR은 박막의 두께를 4분의 1 파장(${\lambda}/4$)으로 가지는 서로 다른 저굴절율 물질과 고굴절율 물질을 교대로 적층 (pair)한 다중 pair로 제작되어지며, DBR의 반사 특성과 반사대역폭은 두 물질의 굴절율 차이와 pair의 수에 영향을 받는다. 그러나, 서로 다른 굴절율을 갖는 두 물질을 이용하는 DBR의 경우, 두 물질간 열팽창계수의 불일치, 접착력 문제, 높은 굴절율 차이를 갖는 물질 선택의 어려움 등 많은 문제점을 지니고 있다. 최근, 경사입사각증착법을 이용한 동일 재료(예, 인듐 주석 산화물, 게르마늄, 실리콘)기반의 DBR 제작 및 특성에 대한 연구가 보고되고 있다. 높은 입사각을 갖고 박막이 증착될 경우, 저율을 갖는 다공박막 제작이 가능하여 경사입사각증착법으로 homogeneous 물질 기반의 고반사 특성을 갖는 다중 pair의 DBR을 제작할 수 있다. 본 실험은, 갈륨비소 기판 위에 경사입사각증착법 및 전자빔증착법을 이용하여 중심파장 960 nm가 되는 이산화 티타늄 기반의 DBR을 제작하였고, 제작된 샘플의 증착된 박막의 표면 및 단면의 프로파일은 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였으며, UV-Vis-NIR 스펙트로미터를 이용하여 반사율 특성을 조사하였다.

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추출격자 분포 브래그 반사기가 집적된 광대역 파장가변 추출격자 분포 궤환 레이저 다이오드 (A widely tunable sampled-grating distributed feedback laser diode integrated with sampled-grating distributed bragg reflector)

  • 김수현;정영철
    • 한국광학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.369-374
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    • 2004
  • 본 논문에서는 새로운 구조의 파장가변 레이저 다이오드를 제안하였다. 제안된 레이저 다이오드는 추출격자 분포궤환 레이저 다이오드와 추출격자 분포 브래그 반사기가 집적된 구조로 되어 있다. 제안된 레이저 다이오드는 특정한 구조에서 27 nm정도의 광대역 파장가변이 가능함을 수치해석을 통해 확인하였다. 또한 이득영역에서 생성된 광파를 다른 수동영역을 거치지 않고 직접 광섬유에 결합시킬 수 있는 구조로 광효율이 기존의 레이저 다이오드에 비해 우수함을 확인하였다.

추출격자 분포 브래그 반사기가 집적된 광대역 파장가변 추출격자 분포 궤환 레이저 다이오드의 파장가변 특성해석 (Analysis of Tuning Characteristics of Widely Tunable Sampled Grating Distributed Feedback Laser diode integrated with Sampled Grating Distributed Reflector)

  • 김수현;정영철
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권10호
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    • pp.19-28
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    • 2005
  • 본 논문에서는 추출격자 분포 브래그 반사기 (SGDBR: Sampled Grating Distributed Bragg Reflector) 가 집적된 추출격자 분포 궤환 (SGDFB : Sampled Grating Distributed Feedback) 레이저 다이오드의 파장가변 특성을 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. SGDFB 영역에 있는 위상제어 영역의 길이는 출력 광 파워와 파장가변 범위에 많은 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 소자의 길이와 단면에서의 반사계수 및 단면의 위치에 의해 전체적인 파장가변 범위가 많은 영향을 받음을 확인하였다.

광섬유 비대칭 커플러 Add-drop Filter의 해석 및 설계 (Analysis and Design of Fiber-optic Asymmetric Coupler Add-drop Filter)

  • 강준환;김병성;정영철
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.74-75
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    • 2000
  • WDM(wavelength-division multiplexing) 광통신 네트웍을 이루는 핵심기술중의 하나는 ADF(Add-drop Filter)의 구현에 있다. 광섬유격자와 여러형태의 구조를 이용한 ADF들 중에서도 비대칭 결합기와 광섬유 격자를 이용한 구조는, 간섭계 구조가 아니기 때문에 제작이 용이하고 보다 안정된 특성을 보일 것으로 기대되어 많은 관심을 갖게 하고 있다$^{(1)}$ . 비대칭 결합기 구조의 경우, 두 광도파로의 코어반경이나 굴절율 분포가 서로 다르기 때문에, 일반적으로 광파의 결합이 일어나지 않는다. 그러나 브래그 격자의 반사조건을 만족하는 파장성분의 경우 입력단(input port)에서 드롭단(drop port)으로 반사되어 나오고, 그 외의 파장성분은 출력단(Output port)으로 나오게 되어 드롭 기능을 수행하게 된다. 비슷한 원리로 add port에서 출력단으로의 add 기능도 수행된다. 본 논문에서는 연산자 분리 시영역 모델$^{(2)}$ 을 이용하여 비대칭구조에서의 파장응답 특성을 해석하였다. 또한 최적화를 위한 조건을 알아 보고, 소자 설계에 필요한 파라미터를 정의하여 최적설계에 필요한 파라미터를 구하였다. (중략)

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광섬유 브래그 격자 센서가 있는 광섬유 라인에 라만 OTDR을 이용한 분포 온도 및 변형률 측정 가능성에 대한 연구 (Measurement of Distributed Temperature and Strain Using Raman OTDR with a Fiber Line Including Fiber Bragg Grating Sensors)

  • 권일범;변종현;전민용
    • 비파괴검사학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.443-450
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    • 2016
  • 한 개의 감지 광섬유 라인으로 분포 온도와 몇 개의 변형률을 측정할 수 있는 새로운 광섬유 센서 연구를 수행하였다. 분포 온도는 감지 광섬유의 라만 안티-스토크스 산란광을 시간영역 반사계(OTDR: optical time domain reflectometry)로 측정하고, 변형률은 광섬유 브래그 격자(FBG: fiber Bragg grating)를 사용하여 측정하였다. 분포 온도는 4 km의 단일 모드 광섬유의 감지 광섬유로부터 안티-스토크스 후방 산란광을 양방향에서 취득하고 새로이 고안된 수식으로 온도를 계산하였다. 온도 실험은 감지 광섬유의 중간쯤에서 약 50 m의 광섬유 부분의 온도를 $30^{\circ}C$부터 $70^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 변화시키면서 실험한 결과 온도 측정 오차 범위는 $0.50^{\circ}C$이하로 확인되었다. 또한 감지 광섬유에 설치된 FBG는 변위 스테이지로 변형시키고 파장 변화를 광학 스펙트럼 분석기로 측정한 결과 각각 0.10 nm, 0.17 nm, 0.29 nm, and 0.00 nm를 얻었다. 이러한 파장 이동은 각각 $85.76{\mu}{\epsilon}$, $145.55{\mu}{\epsilon}$, $247.86{\mu}{\epsilon}$, $0.00{\mu}{\epsilon}$에 해당되었다.

U형 Sampled Grating DBR 레이저 다이오드의 설계 및 분석 (Design and Analysis of U-shaped Sampled Grating Distributed Bragg Reflector Lasers)

  • 김경래;정영철
    • 한국광학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.229-235
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    • 2017
  • U형 구조의 SGDBR (Sampled Grating Distributed Bragg Reflector) 레이저 다이오드를 설계하고, 시간 영역 시뮬레이션 방법으로 해석하였다. U형 구조의 SGDBR 레이저 다이오드는 SGDBR, 능동, 수동, TIR (Total Internal Reflection) 거울 영역들로 이루어져 있어서, 각 영역들 간의 결합 손실의 영향을 면밀히 고려하여야 한다. 설계된 U형 SGDBR 레이저 다이오드의 파장 가변범위는 1525 nm에서부터 1570 nm로서 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 설계 튜닝 범위에서 완전한 레이저 다이오드 특성을 얻기 위해서는, 미러 영역에서의 손실은 약 2 dB 이하이고, 능동 및 수동 영역 간 butt 결합에서의 매질 간 굴절률 차이는 0.1 이하를 유지하도록 도파 구조가 설계되어야 한다.