• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권8호
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• pp.572-579
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• 2003

vertical-cavity surface-emitting laser(VCSEL) 웨이퍼에서 측정한 반사 스펙트럼을 전달 매트릭스 방법으로 계산한 반사스펙트럼과 비교함으로써 비파괴적인 방법으로 구조적인 두께 오차가 발생한 층을 찾아 내고 오차의 크기를 추정하는 방법론을 제시하였다. DBR 층의 오차를 종합하여 나타낸 n-DBR 층의 두께 오차, 즉 유효 오차를 도입하면, 반사 스펙트럼의 모양은 유효 오차에만 의존한다는 사실에 이 방법의 근거를 두고 있다. 활성층 영역의 두께 오차는 Fabry-Perot 발진파장에만 영향을 주며, 랜덤 두께 오차의 표준 편차 값이 0.005 이하일 때에 측정과 계산된 반사 스펙트럼의 비교는 신뢰성을 갖는다. 이 방법론은 VCSEL 웨이퍼 제작시 측정되는 반사 스펙트럼을 이용하므로 비파괴적이며, 0.5 nm의 두께 오차를 찾아 낼 수 있을 정도로 정밀도가 높다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권8호
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• pp.45-50
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• 2004

전류집속을 위하여 Vertical Cavity Surface Emitting Laser(VCSEL)에 임플랜트 공정으로 만들어지는 반 절연층의 깊이는 VCSEL의 특성 및 신뢰도에 많은 영향을 준다. 이 연구에서는 낮은 문턱전류와 높은 신뢰도의 관점에서 최적화된 임플랜트 깊이를 정하고, 전기적 미분특성을 사용하여 최적화된 임플랜트 깊이를 판정하는 간단한 방법을 제시하였다. 최적화된 임플랜트 깊이는 임플랜트 선단을 1 - λ cavity에서 p-DBR mirror 약 2 주기 위에 위치시키는 것이다. 이 최적화된 임플랜트 깊이는 임플랜트 영역 밑을 옆 방향으로 흐르는 누설전류의 크기로부터 구할 수 있다. 전기적 미분특성은 이 누설전류를 찾아내는 좋은 방법인데, 이 전기적 미분특성을 이용하면 임플랜트 깊이를 간단하고 빠르게 알아낼 수 있기 때문이다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제8권1호
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• pp.13-16
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• 2004

A widely tunable SG-DFB (Sampled Grating Distributed Feedback) laser diode is proposed and its feasibility is confirmed through simulation. The new SG-DFB laser diode is composed of a pair of sampled gratings, some parts of which are gain sections and the other parts of which are phase control sections. It is shown that a few tens of nanometers can be tuned through the adjustment of two currents into the phase control sections. Higher output power is expected compared with a SG-DBR laser diode with similar parameters. The dynamic single mode operation is also observed in the time-domain simulation.

• 한국광학회지
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• 제15권5호
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• pp.469-474
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• 2004

본 논문에서는 저 전류 및 고 효율로 동작하는 planar buried heterostructure(PBH) 구조로 sampled grating(SG) distributed bragg reflector(DBR) laser diode(LD)를 처음으로 설계하고 제작하였다. 특히 활성층과 도파로층의 높은 결합 효율을 얻기 위해 건식 식각과 습식 식각을 같이 사용하여 결함이 거의 없는 butt-coupling(BT) 계면을 형성하였다. 제작된 파장 가변레이저의 평균 발진 임계전류는 약 12 mA로 ridged waveguide(RWG)와 buried ridge stripe(BRS) 구조로 제작된 결과 보다 두 배 정도 낮게 나타났으며, 광 출력은 200 mA에서 약 20 mW 정도로 RWG 와 BRS 보다 각각 9 mW, 13 mW 더 우수하게 나타났다. 그리고 파장 가변 영역을 측정한 결과 44 nm로 설계결과와 일치하였으며, 최대 파장 가변 영역 안에서 출력 변화 폭이 5 dB 이내로서 RWG 구조의 9 dB보다 출력변화 폭이 4 dB 적게 나타났다. 전체 파장 가변 영역에서 SMSR이 35 dB 이상으로 나타났다.

• 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.

• 한국광학회지
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• 제17권6호
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• pp.544-547
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• 2006

본 논문에서는 기존의 DBR 격자 기반의 파장선택성 반사기를 대체시킬 수 있는 결합 링 반사기가 집적된 레이저 다이오드를 연산자 분리 시 영역 모델을 통해서 분석한다. 결합 링 반사기는 브래그 격자(Bragg grating) 필요로 하지 않는 평판 도파로 형태의 반사기이다. 결합 링 반사기는 하나의 직선 도파로와 두 개의 결합된 형태의 링 공진기가 하나의 직선 도파로에 결합되어 있다. 위상 조절 전류의 조절에 따른 파장 가변 범위는 수십 nm 정도가 되고, 파장 가변 과정에서 부모드 억압비도 35 dB 이상이 됨을 수치 해석을 통해 확인했다. 또한 결합 링 반사기 레이저 다이오드는 종래의 레이저 다이오드에 비해서 유효 공진기 길이(Effective Cavity Length)가 매우 길기 때문에 진폭 변조 시 20-30 GHz 주파수 영역에서 추가적인 공진 특성을 보이고, 이 특성으로 인해 진폭 변조 대역폭이 상당히 향상될 수 있으리라 기대된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권7호
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• pp.31-36
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• 2004

Vortical-Cavity Surface-Emitting Laser(VCSEL)는 in-plane 형태의 레이저와는 달리 여러 층의 distributed Bragg reflector(DBR) mirror를 반사 면으로 사용하기 때문에 광출력이나 미분양자효율(differential quantum efficiency)을 계산하는 데에 많은 어려움이 따른다. 이러한 이유로 광출력, 광출력 비 및 미분양자효율 등의 성능 지수를 계산하는 방법으로 유효 공진기 모델과 전달행렬 방법(transfer matrix method) 등이 사용되고 있다. 유효 공진기 모델은 반사율 및 문턱이득을 계산하는 데에는 적합하지만 광출력, 광출력 비 및 외부양자효율을 계산하는 데에는 오차를 보인다. 그 이유는 유효 공진기 모델이 금속 전극 개구부 바로 아래 GaAs 층에서의 빛의 흡수는 고려하지 못하기 때문이다. 이 논문에서는 유효 공진기 모델로부터 구한 성능 지수 값들을 전달행렬 방법으로부터 구한 값들과 비교ㆍ검토하여, 유효 공진기 모델의 타당성에 대하여 살펴보고 전달행렬 방법의 유용성을 재확인하였다.