• 한국광학회지
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• 제24권4호
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• pp.176-183
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• 2013

본 논문에서는 3차원 영상 획득을 위한 LADAR(LAser Detection And Ranging)용 광수신기 모듈을 설계-제작하고 측정한 결과를 보고한다. 광수신기 모듈은 1 km 이상의 거리에서도 신호를 측정할 수 있도록 디지털모드(Geiger Mode)에서 동작하는 InGaAs APD(Avalanche Photodiode)로 설계하였으며, $16{\pm}16$ FPA(Focal Plane Array)로 설계-제작하였다. 디지털모드(Geiger Mode)는 항복전압 이상의 영역에서 동작하여 작은 광에 대해 반응 할 수 있게 큰 증폭률을 가지게 된다. 1ns의 FWHM(Full Width at Half Maximum)을 갖는 펄스를 수광할 수 있고, 배열 크기는 $16{\pm}16$, Geiger Mode 동작 등의 특성을 만족하도록 광수신기를 구성하기 위해 ROIC(Read Out Integrated Circuit)를 자체적으로 설계-제작하였다. 제작된 광수신기 모듈은 원거리 표적정보 획득이 가능하며, PDE(Photon Detection Efficiency)는 28%, DCR(Dark Count Rate)은 140 kHz 이하의 특성을 보였으며, LADAR 시스템에서 3차원 영상을 획득하였다. 이는 $16{\pm}16$ FPA APD를 이용한 광수신기에서 가장 우수한 특성을 나타낸 것이다.

• 한국광학회지
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• 제5권1호
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• pp.166-172
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• 1994

2.5 Gbps급 장거리 광통신 시스템에 소요되는 단일모우드 광섬유 부착 APD-FET 광수신모듈을 설계 및 제작하였다. 본 논문에서는 광수신모듈 제작시 고려해야 할 광학적, 전기적, 기계적 설계 및 제작 그리고 모듈의 특성평가에 대해 설명하였다. 광학적으로는 GRIN rod 렌즈와 경사 연마된 단일모우드 광섬유를 갖는 단일렌즈계로 구성하였으며 기계적으로는 광부품의 견고한 조립을 위해 레이저 용접법을 도입하였고 전기적으로는 Avalenche Photo Diode로부터의 소신호를 증폭하기 위한 GaAs FET 전치층폭기를 내장 하였다. 모듈 제작후 성능평가에서는 2.5 Gbps 속도에서 223-1의 길이를 갖는 입력광신호에 대해 $10^{-10}$ Bit Error Rate 조건에서 모듈 수신감도가 -30.3dBm으로 측정되어 국제전신전화 자문 위원회의 규격인 -26dBm은 물론 한국통신규격인 상온 -30dBm을 만족시키는 결과를 얻었다. 본 연구에서의 성공적인 모듈제작은 2.5 Gbps 광통신용 광수신모듈ㄹ의 실용화는 물론 앞으로 10 Gbps급 광통신용 광수신모듈 제작에 대한 밝은 전망을 보여주는 것이다.

• ETRI Journal
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• 제4권1호
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• pp.3-8
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• 1982

성장된 GaInAsP/InP DH wafer로부터 상온에서 duty 5%까지 Pulse 동작이 가능한 전면전극(broad contact) 및 stripe 구조 LD(711이저 다이오드)를 제작하였다. 또 이렇게 제작된 LD의 I-V특성, 1-L 특성 및 발진파장 등을 조사하기 위해 LD 구동회로 및 Ge 태양전지와 Ge-APD를 이용한 광 검출회로를 제작하였다. 이들을 이용해 제작한 LD의 특성을 조사한 결과 stripe 구조 LD인 경우 발진개시전류($I_th$)가 900mA, 발진파장이 $1.29\mum$, 파장반치폭(FWHM)이 $60\AA$였으며 $1.33I_th$까지 kink 없이 동작이 가능하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.433-434
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• 2008

반도체 공정 기술의 진보로 인해 InP/InGaAs로 제작된 애벌랜치 포토다이오드가 고속 광통신 시스템에서 사용되고 있다. 하지만 경계 항복에 의한 접합 부분의 강한 전기장으로 인한 문제와 항복 이득의 저하 문제로 소자 특성의 문제가 발생하고 있다. 이 논문에서는 소자 구조 변화에 따른 고속 InP/InGaAs 애벌랜치 포토다이오드의 특성 변화를 공정/소자 시뮬레이션을 이용하여 분석하였다.

• 전자공학회논문지A
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• 제33A권4호
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• pp.121-128
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• 1996

The impact ionization rate of thethighly-doped AlGaAs/GaAs quantum well structure is calculated, which is an important parameter ot design theinfrared detector APD and the novel neural device. In conjunction with ensemble monte carlo method and quantum mechanical treatment, we analyze the effects of the parameters of quantum well structure on the impact ionization rate. Since the number of the occupied subbands increases while the energy of the subbands decreases as the width of quantum well increases, the impact ionization rate increases in the range of th esmall well width but gradually the increament slows down and is finally saturated. Due to the effect of the energy of the injected electrons into the quantum well and the tunneling through the barrier, the impact ionization rate increases for the range of the small barrier width and decreases for the range of the large barrier width. Thus, there exists a barrier width to maximize the impact ionzation rate for a mole fraction x, and the barrier width moves to the larger vaue as the mole fraction x increases. The impact ionization rate is much more sensitive to the variation of the doping density than that of the other quantum well parameters. We found that there is a limit of the doping density to confine the electronics in the quantum well effectively.

• ETRI Journal
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• 제6권4호
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• pp.3-8
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• 1984

Frequency division multiplexed 3ch. Color TV signals have been transmitted via optical fiber by employing $1. 3\mum$ InGaAsP DH-laser diode, graded index optical fiber and Ge-APD as optical components. Overall system margin of 20 dB was realized at weighted SNR of more than 49 dB. With this system margin, measured DG and DP were less than 10% and $5^{\circ}$respectively. Throughout this experiment, it was confirmed that multichannel TV signals could be economically transmitted over optical fiber in short haul networks. This paper describes system outlines and hardware implementation results.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2004년도 제15회 정기총회 및 동계학술발표회
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• pp.288-289
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• 2004

The performance of the InGaAs/InP avalanche photodidodes operated in Geiger-mode was investigated for 1550nm wavelengths at room temperature. We find the optimal operating points where the high quantum detection efficiency and low dark current are achieved. For the optical pulse detection, the gated-mode is used to reduce the dark current.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.172-175
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• 2016

시간 정보를 이용하여 거리 측정 및 물체 탐지 등에 사용되고 있는 Time of Flight(ToF) LiDAR(Light Detection And Ranging) 기술이 자율 주행 자동차, 지형 분석 같이 보다 정밀 측정이 필요한 분야에 응용되면서 ToF 시간 정보 추출에 대한 중요성이 높아지고 있다. 본 논문에서는 ToF 시간 정보의 정확성의 지표로 timing jitter를 사용하였고, 약 31M free space 환경에서 1.5um 파장의 MOPA LASER와 InGaAs Avalanche Photodiode(APD)로 이루어진 Single-Shot LiDAR system(SSLs)을 통해 측정 및 분석하였다. 또한 SSLs를 통해 측정된 데이터에 curve fitting 방법인 spline interpolation과 반복 측정된 피크 데이터를 이용하는 multiple-shot averaging 방법을 적용하여 timing jitter 개선결과를 제시하였다.

• 정보와 통신
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• 제32권8호
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• pp.62-68
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• 2015

본고에서는 차세대 보안통신 기술로 주목 받고 있는 양자암호시스템의 핵심 모듈인 단일광자 검출기의 최신 연구동향과 KIST 연구개발 내용에 대해 기술한다. 현재 상용화 수준으로까지 발전한 유선 양자암호 시스템에서는 성능, 소형화, 가격 등의 장점으로 인해 주로 InGaAs/InP avalanche photo diode (APD)를 이용한 단일광자검출기가 사용되고 있다. 유선 양자암호에서 사용하는 1550nm 통신 파장대의 단일광자가 갖는 에너지는 0.8 eV로 매우 미약한 수준이기 때문에 신호 검출을 위해 APD소자를 내부 증폭 이득이 무한대인 가이거모드(Geiger mode)에서 동작시킨다. 매우 높은 증폭비는 신호 검출뿐만 아니라 노이즈에도 동일하게 영향을 미치기 때문에 주변환경 노이즈에 의한 검출기 오동작 문제가 심각하게 발생한다. 따라서 단일광자검출기 구현에서 가장 중요한 기술은 소자 및 검출기 모듈에서 발생하는 노이즈의 영향을 최소화 시켜주는 것이다. 전세계적으로 검출기의 대표적인 노이즈인 after pulse를 저감 시키기 위한 연구가 매우 활발히 이루어지고 있는데 대표적으로 self-differencing, auxiliary signal, integrating, double balanced 등의 방법이 제시되고 있다. 본고에서는 각각의 최신 기술들에 대한 비교 분석 및 이를 바탕으로 현재 KIST에서 진행하고 있는 양자암호시스템을 위한 단일광자검출기 기술 개발에 대해 서술한다.