• 센서학회지
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• 제31권4호
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• pp.194-213
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• 2022

This study comprehensively reviewed four types of integrated-optic electric-field sensors based on titanium diffused lithium-niobate waveguides: symmetric and asymmetric Mach-Zehnder interferometers, 1×2 directional couplers, and Y-fed balanced-bridge Mach-Zehnder interferometers. First, we briefly explain the crystal properties and electro-optic effect of lithium niobate and the waveguide fabrication process. We theoretically analyzed the key parameters and operating principles of each sensor and antennas. We also describe and compare the design, simulation, implementation, and performance tests: dc and ac characteristics, frequency response, dynamic range, and sensitivity. The experimental results revealed that the sensitivity of the sensor based on the Y-fed balanced bridge Mach-Zehnder interferometer (YBB-MZI) was higher than that of the other types of sensors.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권6호
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• pp.846-851
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• 2010

광섬유형 결합기의 끝단면을 이용한 액체-공기 경계면 감지 센서를 제안하고 특성을 시험하였다. 이 센서 시스템의 원리는 광섬유 끝단의 경계면에 접촉하는 물질의 굴절률 변화에 따라 발생하는 추가적인 광 손실을 이용하는 것이다. 각각 다른 광 분배비를 가지는 다섯 가지의 광섬유형 결합기를 이용하여 물과 공기에 접촉하였을 때의 스펙트럼 응답 특성을 측정하고 분석하였다. 이 실험결과는 다중 센서헤드를 가지는 센서 시스템을 개발할 경우 결합기의 광 분배비를 결정하는데 유용하게 사용되어질 것이다. 제안된 센서 구조를 이용하여 다중센서 배열을 위한 결합기 선택에 활용될 수 있기를 기대한다. 또한 다중지역에서 동시에 발생하는 홍수나 침수을 감시하는 모니터링 시스템에 적용될 수 있다.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제2권2호
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• pp.19-24
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• 1991

본 논문에서는 태극 모양의 새로운 방향성 결합기를 고안하여 높은 전력 분배율을 실현할 수 있음을 실험을 통하여 입증하였다. 제안돈 태극형 방향성 결합기는 하이브리드 링형 방향성 결합기의 $3\lambda/4$부분을 적극적으로 활용하기 위하여 태극 모양의 구조를 취했으며, 우수 기수 모드 해석법을 이용하여 완전정합과 분리 조건을 만족하는 각 지로의 어드미턴스를 구하였다. 그 결과 마이크로 스트립 라인으로 제작 가능한 저항의 범의 내에서 이미 발표된 연구 결과에서와 같은 크기의 회로 면적내에서도 훨씬 높은 전력 분배율(최대 28DB)을 실현할 수 잇음을 알았으며, CGP-502기판을 이용하영 중심 주파수 10GHz에서 0,8,16dB 전력 분배율을 갖는 태극형 방향성 결합기를 설계 제작하고 실험을 하여 이론의 타당성을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.1004-1010
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• 2003

본 논문에서는 유한한 도체 두께를 갖는 결합선로를 이용하여 1/4파장 역방향 방향성 결합기를 설계하였다. 방향성 결합기를 구성하는 유한 도체 두께를 갖는 결합선로를 해석하기 위한 방법으로 간단하고 빠른 수치해석 방법인 모드정합법을 사용하였다. 본 논문의 해석 결과는 도체 두께를 고려한 역방향 방향성 결합기의 설계가, 도체 두께를 고려하지 않고 설계한 경우 기존에 알려졌던 단점들인 약한 결합특성, 낮은 지향성, 그리고 비현실적인 결합선로의 폭을 극복할 수 있음을 보여준다. 또한, 수치해석 결과로부터 l/4파장 역방향 방향성 결합기에서는 도체 두께의 고려로 강한 결합특성을 만드는 것이 가능하지만, 결합길이가 약간 길어진다는 사실을 확인하였다. 본 논문에서 해석한 유한한 도체 두께는 역방향 방향성 결합기의 새로운 설계 변수로서 사용이 가능하며, 아울러 다양한 마이크로파 집적회로의 설계에도 응용이 가능함을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.1248-1256
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• 1993

디지탈 신호처리기술 및 종래의 아날로그 신호처리기술로는 저주파수의 신호를 처리하는데는 아주 효과적이지만, 주파수 대역폭이 GHz단위일 경우에는 많은 손실이 있기 때문에 지연매체로서 광파이버가 많이 사용된다. 광파이버는 저손실 그리고 극히 작은 지연도 정확하게 얻을 수 있기 때문에 채널분리 필터 등과 같은 고주파, 광대역신호의 고속처리 특히 수십GHz 단위의 채널을 광FDM다중화하는 분야등에 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 광파이버를 이용한 지연소자와 방향성결합기(directional coupler)를 구성 단위로 하고 코히런트 광원을 이용한 격자형 광파이버필터에 대하여 논한다. 코히런트 광원을 이용한 광파이태 필터는, 기본 구성요소인 방향성결합기의 특성 때문에 1)입력신호는 광강도에 의해 처리되기 때문에 방향성결합기의 결합계 수(=a)는 0과 1 사이의 값만 취할 수 있다. 2)광신호의 전계강도를 E라 했을때 그 분기점에서 신호광은 Jae와 J1-ae로 분배된다. 본 논문에서는 방향성 결합기의 제약조건을 고려하고, 간단한 구성 및 설계를 위하여 가산소자와 분기소자가 동일한 결합계수를 가지는 격자형 광파이버필터플 제안하였다. 설계방침으로는 주어진 전달함수에 대해 광신호의 Energy를 최대한 유효하게 사용하는 설계법으로 그때의 설계공식 및 실험조건등을 유도하였다.

• 한국광학회지
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• 제15권4호
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• pp.293-298
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• 2004

Double-Sided Deep-Ridge(DSDR) 수직 방향성 결합기의 날개구조부 폭과 두께가 편광에 따른 결합길이에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 날개구조부가 존재하지 않는 DSDR 수직 방향성 결합기는 편광에 무관한 결합길이를 가질 수 없음을 볼 수 있었다. 일정한 날개구조부 두께에 대하여 날개구조부 폭이 특정 길이 이상이 되면 TE 모드와 TM 모드의 결합길이의 변화는 거의 없으며 또한 두 모드의 결합길이의 차이도 거의 발생하지 않음을 볼 수 있었다. 따라서 편광에 무관한 결합길이를 가지는 DSDR 수직 방향성 결합기를 구현하기 위한 최소 날개구조부 폭이 존재함을 볼 수 있었다. 이러한 최소 날개구조부 폭은-같은 코어 두께에 대해서는 날개구조부 두께가 증가할수록, 같은 날개구조부 두께에 대해서는 코어 두께가 감소할수록-증가함을 볼 수 있었다. 또한 최소 날개구조부 두께는 코어의 두께에 의하여 결정됨을 볼 수 있었고 코어의 두께가 증가할수록 최소 날개구조부 두께는 감소함을 볼 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권8A호
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• pp.626-632
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• 2003

본 논문에서는 모드정합법을 이용하여 도체두께를 고려한 비대칭 결합선로의 특성을 해석하고, 중심주파수 5㎓ 인 정방향 -3㏈ 방향성 결합기를 설계 및 제작하였다. 결합선로의 결합도에 대한 연구는 대부분 기하학적인 구조의 변화에 대해 연구되어 왔으나, 본 논문에서는 도체두께가 비대칭 결합선로의 간격, 선로 폭, 결합기의 길이에 미치는 영향을 이론적으로 분석하고, 도체두께를 고려한 비대칭 결합선로를 이용한 결합기를 설계하여 도체 두께가 두꺼울수록 강한 결합으로 인하여 정방향 결합기의 결합길이가 짧아지고 광대역 특성이 얻어지는 결과를 얻었다. 본 논문에서는 5㎓ 중심주파수로 한 도체두께가 서로 다른 비대칭 결합선로로 구성된 정방향 -3㏈ 결합기를 설계하고, 제작 및 실험을 통하여 약 -4.05㏈∼-4.09㏈의 결합특성을 갖는 주파수특성 측정결과를 얻어 설계 값에 거의 근접하는 것을 확인하였으며, 도체 두께를 고려한 정확한 설계로써 결합선로에서 강한결합과 광대역 특성을 만들 수 있다는 사실을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.128-135
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• 2001

모드 전송선로 이론(MTLT: Modal Transmission-Line Theory)을 사용하여 방향성 결합기로 구성된 광 파장 필터를 설계하고 그 특성을 정확히 분석하였다. 전형적인 평면 구조형 결합기가 협대역 필터를 구현하기 위하여 이용되었으며, 테이퍼형 방향성 결합기가 광대역 필터를 구현하기 위하여 채택되었다. 협대역 필터의 경우 TE/TM 모드는 ${\lambda}=1.303{\mu}m$와 $1.1496{\mu}m$에서 최대 결합효율을 나타냈으며, 그 대역폭은 각각 30nm와 10nm로 나타났다. 더욱이, ${\lambda}=1.55{\mu}m$에서 동작하는 광대역 필터의 경우 TE/TM모드의 결합길이를 $183{\mu}m$와 $178{\mu}m$로 선택하였을 때 각각 저지대역(stop-band)과 통과대역(pass-band) 필터특성을 나타내었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.217-222
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• 2015

종방향 모드 전송선로 이론을 이용하여 실리콘 도파로에 기초한 플라즈마 격자 구조형 방향성 결합기(P-GADC)의 1D & 2D 격자 패턴에 따른 전송 모드 특성을 정확하게 분석하였다. 정확한 해석적 수식과 기, 우 모드 사이의 간섭특성에 의존하는 중첩모드를 정의하여 각 격자 패턴에서 발생하는 TE 모드의 필드분포를 수치해석 하였다. 수치해석 결과, 최대 결합효율을 발생시키는 필드분포는 정사각형 격자 패턴으로 구성된 P-GADC에서 발생하였다. 즉, GADC의 전형적인 최대 결합효율 조건인 위상정합 조건과 다른 최소간격 조건인 격자주기 $d_{min}=8.8{\mu}m$에서 발생하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.187-192
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• 2017

정확한 종방향 모드 전송선로 이론을 이용하여 비대칭 격자 구조형 방향성 결합기의 최대 전력전송 특성을 정확하게 분석하였다. 정확한 해석적 전송선로 수식과 대칭/비대칭 모드 사이의 간섭특성에 의존하는 결합효율을 정의하였으며, 전파 거리에 따른 TE 모드의 전력변화를 수치해석 하였다. 수치해석 결과, 비대칭 GADC에서 최대 전력전송은 전형적인 위상 정합조건 ${\Lambda}_{ph}$에서 발생하지 않았으며, 전파하는 중첩모드들의 삽입손실이 서로 같은 격자주기 ${\Lambda}_{eq}$에서 발생하였다. 더욱이, 격자의 비대칭 특성이 대칭 특성으로 변함에 따라 결합길이는 줄어들었으며, 전력전송 효율은 증가함을 보였다.