• 제목/요약/키워드: 열광학

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2$\times$2 폴리머 열광학 스위치 (Polymeric 2$\times$2 Thermo-Optic Switch)

  • 김기홍;오태원;송현채;신상영
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.136-137
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    • 2000
  • 광스위치는 광통신 및 광교환 시스템에서 광 경로 제어를 위한 소자로써 누화 특성이 좋고, 스위칭 시 소모 전력이 작아야 한다. 프로텍션 스위칭(circuit protection switching)시에는 아무런 전력 소모 없이 초기 경로를 가진 스위치가 바람직하다. 기존의 전력 소모 없이 초기 경로를 가지는 스위치는 실리카 물질과 비대칭적 X-분기 광도파로를 사용하여 구현되었다$^{(1)}$ . 그러나 실리카 스위치는 열광학 계수가 작기 때문에 스위칭 할 때 전력 소모가 큰 단점이 있다. 최근에 열광학 스위치는 폴리머를 재료로 하여 많이 제작되었다$^{(2).(3)}$ . 폴리머의 열광학 계수는 실리카에 비해 10배 정도 더 크다. 대부분의 폴리머 열광학 스위치는 대칭적 Y-분기 광도파로를 사용하여 제작되었기 때문에 모든 스위칭 상태에서 전력 소모가 필요하다. 본 논문에서는 4개의 비대칭적 Y-분기 광도파로가 직렬(cascade)로 연결된 구조를 갖는2$\times$2 열광학 스위치를 제안한다. 이 스위치는 전력 소모 없이 초기 경로를 가지며, 누화 특성을 향상시킨 구조이다. (중략)

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측면연마된 광섬유와 열광학 평면도파로 결합기에서 광통신 파장영역의 광세기변화를 이용한 광섬유형 온도센서 (Fiber optic temperature sensor using optical intensity variation at optical communication wavelength range in side-polished fiber to thermo-optic polymer planar waveguide couplers)

  • 정웅규;김시홍;박형준;김광택;송재원;강신원
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.252-253
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    • 2000
  • 본 논문은 광통신 파장(1.3$mu extrm{m}$)에서 측면 연마된 광섬유와 열광학 평면도파로 결합기의 온도변화에 따른 광의 세기변화를 이용한 광섬유형 온도센서에 관한 연구이다. 본 연구에서 제안된 소자는 광통신영역에서 변화를 가지기 때문에 원거리 측정이 가능하고 열광학 평면도파로의 물질의 선택과 소자의 구조에 따라 넓은 온도감지 범위와 높은 분해능을 가지는 소자의 구현이 가능하다. (중략)

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열광학 효과를 이용한 광섬유 -평면도파로 결합형 파장 가변 빗살필터 (Fiber to planar waveguide type tunable comb filter using thermo-optic effect)

  • 김정훈;권광희;김광택;송재원
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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    • pp.192-193
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    • 2002
  • 지금까지 측면이 코어 가까이 연마된 잔일모드 광섬유와 평면 도파로 사이의 광결합을 이용한 소자들이 많이 연구되고 있다. 이를 이용한 소자들로는 광필터, 광변조기, 광스위치, 굴절계, 편광기 등이 있으며 최근에는 파장분할다중화(WDM)에서 인접채널간의 채널분리를 위한 소자로서 빗살필터의 연구 또한 활발히 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 측면이 코어 가까이 연마된 단일모드 광섬유와 평면도파로 사이의 광결합을 이용한 빗살필터를 제작하였으며 열광학 효과를 이용하여 파장 가변 빗살 필터를 구현해 보았다. (중략)

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측면 연마된 단일모드 광섬유와 열 광학 다중모드 평면도파로를 이용한 능동형 광 결합기 (Active optical coupler using the side polished single mode fiber and thermo-optic polymer multimode planar waveguide)

  • 김광택;유호종;김성국;이소영;송재원;이상재;김시홍;강신원
    • 한국광학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.248-253
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    • 1999
  • 본 논문에서는 측면이 연마된 단일모드 광섬유와 폴리머 다중 평면도파로가 결합했을 때 발생하는 모드 결합현상을 이용한 능동형 광결합기를 연구하였다. 제안된 소자는 파장가변 광필터나 광변조기로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 광도파로 물질의 굴절률, 복굴절, 전기광학 계수, 열광학 계수 등을 측정하는 도구로 응용할 수 있다. BPM으로 최적화된 결합기를 설계하였고, 열광학 폴리머를 능동 평면 도파로층으로 이용하여 결합기를 제작하였다. 제작된 소자는 -0.5dB 이하 손실, 공진파장 -13dB 소멸비. 그리고 열광학 효과에 의해 -1.5nm/$^{\circ}C$ 정도의 파장 가변성을 보였다. 본 연구의 결과로 볼 때 열광학 능동형 광결합기는 광변조기, 파장가변 광필터, 광센서 등으로 이용될 가능성이 높다.

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열광학 장주기 격자를 유도하는 히터 배열의 인자들이 파워 소모에 미치는 영향 (Influence of the Parameters of a Heater Array Inducing a Thermo-optic Long-period Grating on its Power Consumption)

  • 권민석
    • 한국광학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.315-319
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    • 2008
  • 열광학 장주기 격자를 이용한 노치 필터의 파워 소모를 이론적으로 살펴 보았다. 여기서 열광학 장주기 격자는 주기적인 히터들과 패드들로 구성된 히터 배열에 의해 유발된다. 히터 배열에서 소모되는 파워는 열광학 장주기 격자를 유발하는 줄(joule) 열로 전환되기 때문에, 그 파워를 조절함으로써 노치 필터의 특성을 동적으로 제어할 수 있다. 적절한 결합 효율을 얻기 위해 히터 배열에 가하는 파워는 히터 배열의 인자들에 의존하는데, 이 인자들은 히터의 폭과 길이, 패드의 폭, 그리고 히터 배열을 구성하는 금속 박막의 두께이다. 이 인자들이 파워 소모에 미치는 영향을 이론적으로 해석하는 근사적인 방법을 설명하고, 설명한 방법을 사용하여 인자들의 변화에 따른 파워 소모의 변화를 해석한다. 해석 결과로부터 파워 소모를 줄이기 위해 필요한 인자 선택의 기준을 도출한다.

3차원 광연결용 수직방향 광도파로 열광학 스위치 (Vertically Integrated Waveguide Thermo-Optic Switch for Three-Dimensional Optical Interconnection)

  • 김기홍;신상영;최두선
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.111-114
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    • 2002
  • We propose and fabricate a vertically integrated waveguide thermo-optic switch. It controls the optical path between two vertically stacked waveguide. As a first step, we fabricate polymeric waveguides. The measured propagation loss is ranged from 0.3 db/cm to 0.4 dB/cm at the wavelength of 1.55 $\mu\textrm{m}$. We fabricate the proposed vertically integrated waveguide thermo-optic switch to demonstrate its preliminary feasibility. The measured crosstalk is better than -10 db. The power consumption is about 500 mW. Further effort is necessary to improve its performance.

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$1{\times}2$ 열광학 폴리머 광스위치의 해석에 관한 연구 (A Study on the Analysis of $1{\times}2$ Polymer Waveguide Thermo-optic switch)

  • 곽혁용;김종헌
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.247-251
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    • 1998
  • This work presents the analysis of $1\times2$ polymer waveguide thermo-optic switch using asymmetric Y-splitter at the wavelength of 1300nm. Because of the high thermo-optic coefficient of polymeric materials the design of efficient switches were feasible. For the numerical simulation of these switches the finite difference beam propagation method has been employed. Design rules for a $1\times2$ polymeric switch have been defined by using the numerical techniques.

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측면연마된 단일모드 광섬유와 열광학폴리머 평면도파로 결합기를 이용한 고감도 온도센서 (High sensitive temperature sensor using side-polished single mode fiber to thermo-optic polymer planar waveguide couplers)

  • 김상우;정웅규;장수원;강경목;이종훈;송재원;이승하;김광택;강신원
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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    • pp.12-13
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    • 2000
  • 광섬유형 센서는 전자기 간섭에 강하고 높은 감도와 원거리측정 등의 장점이 있어 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 온도센서의 경우 다양한 구조의 센서 구현이 용이하고 넓은 온도범위에서의 측정이 가능하다. 하지만 이러한 광섬유형센서는 대부분 온도변화를 물리량의 변화로 감지하기 때문에 작은 온도의 감지에는 구조적인 한계를 가지는 경우가 많으며 이러한 문제점을 개선하기 위하여 많은 연구가 시도되고 있다$^{[1]}$ . 본 논문은 이러한 점을 인지한 측면연마된 광섬유와 평면도파로 결합기형 고감도 온도센서에 관한 연구이다. 본 연구에서는 온도의 감지를 열광학 평면도파로의 열광학계수에 의존하기 때문에 물질의 변화에 따라 다양한 온도감도 조절과 높은 분해능을 가지는 센서의 구현이 가능하다. (중략)

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열광학 효과를 이용한 SOI $1\times24$ 비대칭 광스위치 설계 및 제작 (Design and fabrication of SOI $1\times2$ Asymmetric Optical Switch by Thermo-optic Effect)

  • 박종대;서동수;박재만
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권10호
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    • pp.51-56
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    • 2004
  • 광소자의 재료물질로서 특성이 우수하며 열광학계수가 큰 silicon을 기반으로 한 SOI (Silicon-on-insulator)를 사용하여 열광학 1×2 광스위치를 제안, 제작하였다. SOI wafer는 도파로가 형성될 상위 Si 층(n=3.5)과 클래딩 영역이 될 산화막 매립층(n=1.5) 그리고 기판인 Si인 3층으로 이루어진다. BPM(Beam propagation method) 전산모의를 통해 20dB 이상의 누화특성을 갖는 단일모드의 1×2 비대칭 y-분기 광도파로를 형성하고, 열확산 전산모의를 통해 금속열선을 설계 제작하였다. 제작된 광스위치는 약 3.5 watts의 구동 전력에서 20dB 이상의 채널간 누화가 측정되었다.