• 제목/요약/키워드: Distributed Bragg Reflector (DBR)

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Amplitude Modulation Response and Linearity Improvement of Directly Modulated Lasers Using Ultra-Strong Injection-Locked Gain-Lever Distributed Bragg Reflector Lasers

  • Sung, Hyuk-Kee;Wu, Ming C
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제12권4호
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    • pp.303-308
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    • 2008
  • Directly modulated fiber-optic links generally suffer higher link loss and larger signal distortion than externally modulated links. These result from the electron-photon conversion loss and laser modulation dynamics. As a method to overcome the drawbacks, we have experimentally demonstrated the RF performance of directly modulated, ultra-strong injection-locked gain-lever distributed Bragg reflector (DBR) lasers. The free-running DBR lasers exhibit an improved amplitude modulation efficiency of 12.4 dB under gain-lever modulation at the expense of linearity. By combining gain-lever modulation with ultra-strong optical injection locking, we can gain the benefits of both improved modulation efficiency from the gain-lever effect, plus improved linearity from injection locking. Using an injection ratio of R=11 dB, a 23.4-dB improvement in amplitude response and an 18-dB improvement in spurious-free dynamic range have been achieved.

디지털 합금 AlGaAs층을 이용하여 제작된 GaAs/AlGaAs DBR의 균일도 향상 (Improved Uniformity of GaAs/AlGaAs DBR Using the Digital Alloy AlGaAs Layer)

  • 조남기;송진동;최원준;이정일;전헌수
    • 한국진공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.280-286
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    • 2006
  • 디지털 합금 (digital-alloy) 성장방법을 사용한 AIGaAs층을 이용하여 $1.3{\mu}m$ vertical cavity surface emitting laser (VCSEL)에 사용될 수 있는 AlGaAs/GaAs distributed Bragg reflector (DBR)를 분자선 에피탁시 (molecular beam epitaxy) 방법을 통해 제작하였다. 3인치 1/4 크기의 기판에 디지털 합금 AlGaAs층을 사용한 DBR을 성장하고 기판 여러 부분에서의 반사율을 측정하여 각 부분 간의 반사율 편차가 0.35%이내임을 확인하였다. TEM 사진을 통한 계면분석을 통해 디지털 합금 AlGaAs층의 조성과 두께가 균일함을 확인하였는데, 이는 디지털 합금 AlGaAs층의 성장시 기판 표면의 온도가 불균일하더라도 크게 영향을 받지 않음을 보여준다. 이를 통해 DBR의 균일성에 따라 소자의 특성에 큰 영향을 받는 InAs 양자점을 활성층으로 사용하는 VCSEL의 수율을 향상시키는데 디지털 합금 AlGaAs층을 이용한 DBR이 응용될 수 있음을 보였다.

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.

비고정화 된 일차원 광결정의 DBR 다공성 실리콘을 이용한 센서와 Drug Delivery로의 응용 (1-D photonic crystals of free-standing DBR PSi for sensing and drug delivery applications)

  • 고영대;김지훈;박종선;김성기;김동수;조성동;손홍래
    • 센서학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.391-396
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    • 2006
  • Free-standing multilayer distributed Bragg reflectors (DBR) porous silicon dielectric mirrors, prepared by electrochemical etching of crystalline silicon using square wave currents are treated with polystyrene to produce flexible, stable composite materials in which the porous silicon matrix is covered with caffeine-impregnated polystyrene. Optically encoded DBR PSi/polystyrene composite films retain the optical reflectivity. Optical characteristics of DBR PSi/polystyrene composite films are stable and robust for 2 hrs in a pH=7 aqueous buffer solution. The appearance of caffeine and change of DBR peak were simultaneously measured by UV-vis spectrometer and Ocean optics 2000 spectrometer, respectively.

Chemical Sensors Based on Distributed Bragg Reflector Porous Silicon Smart Particles

  • Sohn, Honglae
    • 통합자연과학논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.67-74
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    • 2015
  • Sensing characteristics for porous smart particle based on DBR smart particles were reported. Optically encoded porous silicon smart particles were successfully fabricated from the free-standing porous silicon thin films using ultrasono-method. DBR PSi was prepared by an electrochemical etch of heavily doped $p^{++}$-type silicon wafer. DBR PSi was prepared by using a periodic pseudo-square wave current. The surface-modified DBR PSi was prepared by either thermal oxidation or thermal hydrosilylation. Free-standing DBR PSi films were generated by lift-off from the silicon wafer substrate using an electropolishing current. Free-standing DBR PSi films were ultrasonicated to create DBR-structured porous smart particles. Three different surface-modified DBR smart particles have been prepared and used for sensing volatile organic vapors. For different types of surface-modified DBR smart particles, the shift of reflectivity mainly depends on the vapor pressure of analyte even though the surfaces of DBR smart particles are different. However huge difference in the shift of reflectivity depending on the different types of surface-modified DBR smart particles was obtained when the vapor pressures are quite similar which demonstrate a possible sensing application to specify the volatile organic vapors.

저 전류 및 고 효율로 동작하는 양자 우물 매립형 butt-coupled sampled grating distributed bragg reflector laser diode 설계 및 제작 (Design and Fabrication of butt-coupled(BT) sampled grating(SG) distributed bragg reflector(DBR) laser diode(LD) using planar buried heterosture(PBH))

  • 오수환;이철욱;김기수;고현성;박상기;박문호;이지면
    • 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.

Dynamic analysis of widely tunable laser diodes integrated with sampled-and chirped-grating distributed Bragg reflectors and an electroabsorption modulator

  • Kim, Byoung-Sung;Youngchul Chung;Kim, Sun-Ho
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제11권11호
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    • pp.28-36
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    • 1998
  • Widely tunable diodes integrated with periodically sampled and chirped DBR(distributed Bragg reflector) and an EA(electroabsorption) modulator are analyzed dynamically using the improved largesinal time-domain model. The tuning characteristics of sampled- and chirped-grating DBR laser diodes are demonstrated theoretically. The results of the simulation agree well with those of the experiment. And the intensity-modulation properties of the laser diodes integrated with an EA modulator are calculated. It is shown that the external modulation has the lower frequency chirp by 1/20 for the same extinction ratio than the direct modulation, and also the short pulse train can be generated using the optical gating of an EA modulator.

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DBR 다공성 실리콘/고분자 Composite 재료-이중적 광학특성 (DBR PSi/Polymer Composite Materials -Dual Photonic Characteristics)

  • 박철영;장승현;김지훈;박재현;고영대;김성진;고영춘;손홍래
    • 한국진공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.221-226
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    • 2007
  • 광 발광성 (photoluminescence, PL)과 광 반사성(reflectivity)의 두 가지 광학적 성질을 동시에 가지고 있는 새로운 다층 DBR(distributed Bragg reflector) 다공성 실리콘 composite 필름을 개발하였다. 발광 효율이 높은 실리콘 고분자 폴리실올을 PMMA(polymethylmethacrylate)에 첨가하여 다층 DBR 다공성 실리콘 표면에 코팅을 한 composite 필름을 제조하였다. 이 composite 필름은 510 nm에서의 발광스펙트럼과 565 nm에서의 반사스펙트럼을 동시에 나타낸다. 이러한 composite 필름은 광학적 정보가 저장되어있고 물리적인 힘을 가하여도 그 광학적 정보를 잃지 않는 장점을 갖는다. 또한 다층 DBR 다공성 실리콘 필름은 쉽게 부서지는 단점 때문에 다루기가 어려운 반면 composite 필름은 고분자로 고형화 되어있으므로 기계적인 안정도를 증가시킬 수 있었다.

Butt-coupled DBR-LD제작 및 동작특성 (Fabrication and lasing characteristics of tunable Butt-coupled DBR-LD)

  • 오수환;이철욱;김기수;이지면;고현성;박상기;박문호
    • 한국광학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.327-330
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    • 2003
  • 본 논문에서는 도파로층이 1.3 $\mu\textrm{m}$ InGaAsP긴 파장 가변 BT(butt-coupled)-DBR(distributed bragg reflector)-LD(laser diode)를 제작하고, 특성을 측정하였다. Butt 결합 성장면의 성장조건을 건식식각과 선택식각 방법과 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)성장으로 최적화 한 후 활성층과 도파로층의 결합 효율을 측정한 결과 결합 효율이 85% 이상으로 나타났으며, 제작된 BT-DBR-LD에 연속전류를 인가 했을 때, 평균 임계전류는 약 21 ㎃, 최대 광출력이 25 ㎽ 이상으로 나타났다. 또한 위상제어 영역과 DBR영역에 각각 25㎃와 50 ㎃의 전류를 주입하여도 급격한 광출력 변화와 포화현상이 나타나지 않았다 이때 최대 파장 가변 폭은 7.4 nm, SMSR비는 40 ㏈이상으로 나타났다.

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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