• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제9권1호
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• pp.51-58
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• 1996

This report describes thick traveling-wave electrode formation and microwave transmission characteristics of the fabricated electrodes. Effective refractive indices of the microwave in the 5 micron CPW type traveling-wave electrodes is around 2.45 according to the results of time domain S parameter measurements. The bandwidth of the electrodes is about 10 GHz and could be extended to 15 GHz through optimization of the process. The developed process technique that enables plating of micropatterns upto 20 micron can be applied to broadband optical intensity modulators.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.1051-1057
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• 2000

A traveling-wave CPW(coplanar waveguide) electrode with abruptly broken input/output-taper for LiNbO$_3$optical modulator was designed and fabricated. The electrical characteristics of traveling-wave electrode on z-cut LiNbO$_3$crystal with SiO$_2$buffer layers were measured by network analyzer. To confirm the possibility of the electro-optic modulator electrode, detailed calculations of the impedance, microwave effective index and attenuation constants are presented as a function of the microwave electrode thickness, but the buffer layer thickness is fixed as 1${\mu}{\textrm}{m}$. These characteristics are discussed from the viewpoint of the device optimization and are expected to be design guides for the LiNbO$_3$modulator’s electrodes.

• 한국광학회지
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• 제7권1호
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• pp.77-86
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• 1996

$Ti:LiNbO_3$ Mach-Zehnder 진행파형 광변조기의 CPW(coplanar waveguide) 전극구조, 특히 taper영역을 해석하기 위해서 SOR(successive over relaxation)법을 이용하였다. 변조기의 taper영역에서는 임피던스 정합, 즉 $Z_c 가 50\omega$이 만족되는 전극구조를 설계하였다. 변조기의 변조영역에서는 $Z_c=50\omega, n$$Z_c$ c/=50.OMEGA., n=2.26인 설계파라미터와, n$_{eff}$=2.2, Z$_{c}$=47.7.OMEGA.인 설계파라미터를 찾았다.

• 한국광학회지
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• 제14권5호
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• pp.545-554
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• 2003

Ti:LiNbO$_3$세 도파로 방향성 결합기와 CPW진행파 전극으로 구성된 완전 스위칭이 가능한 외부 광변조기를 설계, 제작하였다. 결합 모드 이론을 이용하여 세 도파로 광결합기의 스위칭 현상을 해석하였으며, 유한차분법을 이용하여 단일 모드를 갖는 광도파로의 설계 및 공정 파라미터를 도출하였으며, 이를 이용하여 광 결합길이를 계산하였다. 등각사상법과 반복이완법을 이용하여, CPW구조 진행파 전극의 특성임피던스와 M/W(Micro wave)유효굴절률 정합조건을 동시에 만족하는 설계 파라미터를 도출하였다. 제작된 세 도파로 광변조기의 삽입손실과 스위칭 전압은 약 4㏈와 19V였으며, S 파라미터를 측정하여 특성임피던스 Z$_{c}$=45 Ω M/W 유효굴절률 N$_{eff}$=2.20, 그리고 감쇠상수 $\alpha$$_{0}$=0.055/cm√GHZ 등의 진행파 전극 파라미터를 추출하였다. 추출된 진행파 전극 파라미터를 이용하여 이론적인 주파수 응답 R($\omega$)을 계산하였으며, Photo Detector로 측정된 주파수 응답과 비교하였다. 주파수 응답 측정 결과, 3㏈ 변조대역폭은 13 GHz로 측정되었다.

• 한국광학회지
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• 제15권4호
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• pp.375-384
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• 2004

Ti:LiNbO$_3$ 세 도파로형 광도파로와 CPW 진행파 전극으로 구성된 고속 외부 광변조기를 설계, 제작하였다. 결합모드 이론을 이용하여 세 도파로 광결합기의 스위칭 현상을 해석하였으며, 유한차분법을 이용하여 결합길이를 계산하였다. SOR에 의해 위상속도 및 특성 임피던스 정합 조건이 만족되도록 CPW 진행파 전극의 파라미터를 설계하였다. 제작된 소자의 dc 스위칭 및 전극의 RF 특성을 측정하였다. 제작된 세 도파로 광변조기의 삽입손실과 스위칭 전압은 약 4 dB와 15.6 V였다. RF 특성을 얻기 위하여 회로분석기(Network Analyzer)를 이용하여 진행파 전극의 S 파라미터를 측정하였다. 측정 결과 진행파 전극의 특성임피던스 Z$_{c}$=39.2$\Omega$, M/W(Microwave) 유효굴절률 N$_{eff}$=2.48, 그리고 감쇠상수 a$_{m}$ =0.0665/(equation omitted)등의 파라미터를 추출하였다. 추출된 진행파 전극 파라미터를 이용하여 이론적인 주파수 응답 R($\omega$)을 계산하였으며, 광 검출기로 측정된 주파수 응답 R($\omega$)과 비교하였다. 주파수 응답측정 결과, 3 dB 변조대역폭은 13 GHz로 측정되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권3호
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• pp.45-54
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• 2004

릿지 형태 CPW 진행파형 전계 흡수 광 변조기와 광 검출기의 구조에 있어서 마이크로파의 특성은 도파관을 형성하는 진성 영역의 폭, 두께, 신호전극과 접지 전극사이의 거리의 영향을 받게 된다. 이러한 요소들은 소자에 존재하는 캐패시턴스(C)와 인덕턴스(L)의 크기를 변화시키게 되며 마이크로파의 유효 굴절률과 특성 임피던스를 결정하게 된다. 하지만 기존의 논문들은 전계와 자계의 분포에 따라 마이크로스트립과 CPW로 각각 근사화하여 해석했다. 본 논문에서는 FDTD를 이용해 릿지형태 CPW 진행파형 구조의 마이크로파 특성을 분석하고 C와 L의 정량적인 값을 구했으며 이를 등가회로의 회로 소자로써 적용 시켰다. 등가회로에서 구해진 마이크로파의 특성은 FDTD 결과와 거의 일치함을 보였다.

• 전자공학회논문지A
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• 제29A권8호
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• pp.41-48
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• 1992

The characteristics of traveling-wave electrodes for high-frequency electroptic integrated devices are described from the view point of improvement of phase-matching based on the conformal mapping method. Specific calculations of the characteristic impedance, effective microwave index, and eletrode loss for asymmetric coplanar strip(ACPS) and coplanar waveguide(CPW) electrode structures are presented as a function of the geometric electrode parameters including the electrode thickness and buffer layer thickness. 5-10(x10S0-6Tm) thick Au-ACPS electrodes were successfully fabricated by electroplating and ECR etcher. The improvement of modulation bandwidth can be theoretically observed from the combination of electrode and buffer layer thickness.

• 전자공학회논문지A
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• 제32A권2호
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• pp.96-110
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• 1995

Traveling-wave electrodes for the high-speed Ti:LiNbO$_{3}$ modulators are designed. For a solution to the problems of 1) phase-velocity mismatching between the optical wave and the Modulating M/W, 2) M/W electrode characteristic impedance mismateching, we assume devices with 1$\mu$m thick SiO$_{2}$ buffer layer between the electrode and the Ti:LiNbO$_{3}$ substrate. The electrode analyses are performed by the FEM using the second-order triangular elements. The optimum design parameters to satisfy the phase-velocity matching and the characteristic impedance matching are sought for. By use of the analyses' results, a Mach-Zehnder optical modulator with a CPW electrode is designed as an example. the band-width estimation is also illustrated.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권11호
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• pp.791-803
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• 2001

Mach-Zehnder 간섭기를 이용한 Ti:$LiNbO_3$ 진행파 광변조기를 설계 및 제작하였다. FDM을 이용하여 광도파로의 최적 설계치를 추출하였다. CPW 진행파전극의 MW 유효굴절률 및 특성임피던스를 정합시키기 위하여 taper 영역의 입·출력단에서는 CMM을, 변조영역에서는 FEM으로 설계를 수행하였다. 제작된 소자의 MW 특성으로는, S 파라미터로부터 감쇠상수 ${\alpha}_m$=0.05426 $\sqrt{f}$, MW 유효굴절률 $N_{eff}$=2.2025, 특성임피던스 $Z_c$=39 ${\Omega}$이 추출되었다. MW 특성으로부터 계산한 주파수응답 $R({\omega})$의 3 dB 변조대역폭은 ~10GHz으로 예측되었다.

• 전자공학회논문지A
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• 제32A권12호
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• pp.80-90
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• 1995

In this paper, methods of designing CPW(coplanar waveguide) traveling-wave electrodes are described and their properties are discussed. Especially, the effect of buffer layer thickness to the microwave characteristics of the CPW electrodes are studied in detail. The trade-off relationship between buffer layer thickness and electro-optical properties of the devices are clearly revealde. The microwave characteristics and driving voltage can be further improved by using selected parameters suggested in this paper. To reduce time and effort in designing CPW electrode structure, exact analytical models are proposed.