Ali, Mudhafar Hussein;Abdullah, Fairuz;Jamaludin, Md. Zaini;Al-Mansoori, Mohammed Hayder;Al-Mashhadani, Thamer Fahad;Abass, Abdulla Khudiar
Journal of the Optical Society of Korea
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제18권6호
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pp.657-662
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2014
We demonstrate a simulation of a parallel hybrid fiber amplifier in the C+L-band with a gain controlling technique. A variable optical coupler is used to control the input signal power for both EDFA and RFA branches. The gain spectra of the C+L-band are flattened by optimizing the coupling ratio of the input signal power. In order to enhance the pump conversion efficiency, the EDFA branch was pumped by the residual Raman pump power. A gain bandwidth of 60 nm from 1530 nm to 1590 nm is obtained with large input signal power less than -5 dBm. The gain variation is about 1.06 dB at a small input signal power of -30 dBm, and it is reduced to 0.77 dB at the large input signal power of -5 dBm. The experimental results show close agreement with the simulation results.
Tapered 방향성 가중 결합 음향파 도파로를 이용하여 음향광학형 파장가변 광 필터를 LiNbO₃와 Ti 이중 확산 공정 기술을 이용하여 제작하였다. 1551.1㎚ 파장의 TE, TM 입사 편광모드와 173.58㎒ 35㎽ RF구동 신호에 대해서 각각 -14.29㏈, -14.99㏈ 부 모드 억압과 61%, 86% 변환효율이 측정되었다. 파장변화율과 통과 대역폭은 8.6㎚/㎒ 1.8㎚로 측정되었으며, 스위칭 속도는 2.82㎲로 측정되었다. 2.5㎚ 채널 간격에 대해서 약 -l4㏈누화 레벨이 측정되었으며, 부 모드와 채널 간격이 누화에 매우 큰 영향을 미치고있음을 확인하였다.
초정밀도를 요구하는 반도체 소자 공정에서 웨이퍼의 위치와 반복정밀도를 파장의 수백분의 일로 오차가 거의 없는 상태에서 제어하기 위해 위치변위 레이저 간섭계가 필요하다. 특히 제조공정에서는 생산단가의 인하압박으로 인해 웨이퍼의 대형화가 시도되고 있고 이에 따라 넓은 변위량을 측정하면서 나노미터 급의 위치 정밀도를 지닌 레이저 간섭계가 더욱 절실하게 요구된다. 이런 기술적인 문제를 해결하기 위해서 간섭계에 사용되는 송수신 광학계에도 특별한 광학적인 고안이 필요하게 된다. 본 논문에서는, 송수신 광학부로서 단순하게 콜리메이팅 렌즈만을 사용하는 기존의 방식 대신에, GRIN 렌즈-콜리메이팅 렌즈-무초점 광학계로 구성되는 새로운 형식의 조금 복잡한 형태의 광학구조를 제안하였고 이를 통해 반사된 후 되돌아와 간섭계로 결합되는 광신호의 효율을 약 100배 정도 높일 수 있었다.
문턱 전류 이상에서 complex-coupled(CC) DFB 레이저의 여러 가지 |$\chi$L|과 양 단면 반사율 조합에 대하여 파워 추출 효율과 발진 파장 분포를 구하였고 문턱 전류에서의 결과와 비교하였다. 또한 결함 계수 비(CR)와 Ar 단면의 반사율이 파워 추출 효율과 발진 파장 분포에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 문턱 전류에서 in-phase(IP) CC DFB 레이저와 anti-phase(AP) CC DFB 레이저의 파워 추출 효율에 대하여 도시한 단일 모드 수율은 정확히 일치하였다. 그러나 문턱 전류 이상에서는 IP CC DFB 레이저의 파워 추출에 대하여 도시한 단일 모드 수율은 AP CC DFB 레이저보다 크게 나타났다. IP CC DFB 레이저의 경우 양 단면 반사율 조합이 AR-HR의 경우가 다른 반사율 조합에 비해 단일 모드 수율이 크고 또한 파워 추출 효율이 큼을 알 수 있었다. 본 논문에서 고려한 경우 중에서 |$\chi$L|이 0.8이고 AR-HR인 경우가 문턱 전류 이상에서 단일 모드 수율과 파워 추출 효율이 가장 컸다. 양 단면 반사율 조합이 AR-HR인 경우 CR이 커질수록, AR단면의 반사율이 작아질수록 spatial hole burning 현상이 완화되어 단일 모드 수율과 파워 추출 효율이 커졌다. 양 단면 반사율 조합이 AR-HR인 경우 CC DFB 레이저의 발진 파장은 DFB 금지 대역 내에 넓게 분포하였다. CR이 증가할수록 IP CC DFB 레이저는 장파장 모드에, AP CC DFB 레이저는 단파장 모드에 발진 파장 분포가 증가하였다. |$\chi$L|이 커질수록 발진 파장이 존재하는 파장 폭이 작아 지고 발진 파장 분포가 장파장 쪽으로 이동하였다.
근접장 마이크로파 현미경에 사용되는 도파관 탐침 구조에 대해 기존의 폭이 좁은 사각형 개구를 대신하여 H-형태 개구 구조를 제안하였고, 두 구조의 성능 평가지표로서 투과 효율과 스팟 크기를 비교 분석하였다. 비교결과로 투과 효율은 비슷하였지만, 스팟 크기 면에서는 H-형태 개구 구조가 훨씬 작아서 해상도 측면에서 개선된 형태의 탐침 구조로 사용될 수 있음을 확인하였다. 이런 H-형태 개구의 이점을 이용하면 광 정보 저장, 나노리소그래픽, 나노 현미경과 같은 근접장 광학 장치가 상당히 성능 개선될 것이다. 또한, 도파관 탐침에 공진기가 부착된 구조에서 투과 효율이 향상됨을 확인하였다.
We prepared the photorefractive sol-gel glass based on organic-inorganic hybrid materials containing a charge transporting molecule, second-order nonlinear optical (NLO) chromophore, photosensitizer, and plasticizer. Carbazole and 2-{ 4-[(2-hydroxy-ethyl)-methyl-amino]-benzylidene}-malononitrile were reacted with isocyanato-triethoxy silane and the functionalized silanes were employed to fabricate the efficient photorefractive media induding 2,4,7-trinitrot1uorenone (TNF) to form a charge transfer complex. The prepared sol-gel glass samples showed a large net gain coefficient and high diffraction efficiency at a certain composition. As the concentration of photosensitizer increased, the photorefractive properties were enhanced due to an increment of charge carrier density. Dynamic behavior of the diffraction efficiency was also investigated with the concentration of the photosensitizer.
전기인광소자(electrophosphorescent light emitting diodes)의 경우 인광염료내에 있는 중금속에 의해 효과적인 전자 스핀-궤도 결합(spin-orbit coupling)이 가능하며, 이로 인해 일중항 여기자뿐만 아니라 삼중항 여기자로부터 발광이 가능하므로 이론적으로 $100\%$ 내부발광효율을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 지난 몇 년 동안 본 연구실에서 진행한 고분자 호스트를 사용한 고분자 전기인광소자의 특성 및 에너지 전이 메커니즘에 대하여 기술하였다. 또한 고분자 전기인광소자에서의 상분리 및 응집현상이 고분자 호스트와 게스트인 인광염료간의 에너지 전이와 소자 특성에 미치는 영향을 규명하였다. 마지막으로 인광염료의 리간드에 치환체 도입 및 리간드 변화에 따른 전이금속화합물의 광학적, 전기적 특성 변화에 대하여 연구하였다.
본 연구에서는 유기박막태양전지로 적용 가능한 push-pull 구조의 고분자를 합성하여 그 특성을 확인하였다. 전자주개 물질로는 benzodithiophene 유도체를 도입하였고, 전자받개물질은 benzothiadiazole 유도체를 사용하여 Stille coupling 반응으로 poly{4,8-didodecyloxybenzo[1,2-b;3,4-b]dithiophene-alt-5,6-bis(octyloxy)-4,7-di(thiophen-2-yl)benzo[c][1,2,5]-thiadiazole} (PDBDT-TBTD)를 합성하였다. 각 합성 단계별 단량체의 확인은 $^1H-NMR$과 GC-MS를 통해 이루어졌으며, 합성된 conjugated polymer는 GPC, TGA, UV-Vis, cyclic voltammetry를 이용하여 물리적, 광학적 및 전기화학적 특성을 확인하였다. PDBDT-TBTD의 수평균 분자량은 6200이였으며, 초기 분해온도(5% weight loss temperature, $T_d$)값은 $323^{\circ}C$로 측정 되었다. 박막형태에서의 최대 흡수파장은 599 nm이며, 광학적 밴드갭(${E_g}^{opt}$)은 1.70 eV으로 확인되었다. 유기박막태양전지 소자는 ITO/PEDOT : PSS/PDBDT-TBTD : $PC_{71}BM/BaF_2/Ba/Al$ 구조로 제작하였으며, PDBDT-TBTD와 $PC_{71}BM$를 1 : 2 (w/w)의 비율로 블렌딩하여 광활성층으로 사용하였다. 제작된 소자는 solar simulator으로 광전변환효율을 확인하였고, 최대 광전변환효율은 2.1%이었다.
광여기 MQW(Multiple Quantum Well)면형 광증폭기에 대한 이득해석과 더불어 제작 및 측정을 수행하였다. 제안된 광증폭기는 편광무의존성, 광섬유와의 높은 결합효율, 그리고 동작파장의 자유도가 높다는 등의 장점을 자니고 있다. 본 논문에서는 100내지 200주기 MQW의 이득특성을 격자왜곡과 선택도핑의 효과를 고려해 해석하였다. 그 결과, 3㏈정도의 단일경로이득과 넓은 동작파장특성을 나타내었으며 이 해석 결과는 우리들이 행한 실험결과와 거의 일치하였다. 면형 광증폭기의 단일경로이득이 낮으면 FPI(Fabry-Perot Interferometer)구조로 증폭률을 높이는데는 협대역성의 문제가 발생하나,2-3㏈이상의 적정한 단일경로이득을 가질 경우, FPI 구조로 고이득과 적정한 동작파장특성을 가지게 할 수 있다. 예를 들면 단일경로이득이 3㏈인 MQW를 FPI 구조로 할 경우, 최대이득 10.1㏈, 동작파장대역이 4.6nm의 특성을 가지도록 할 수 있음을 보였다.
광통신용 광모듈에서 광소자와 광섬유 또는 도파로를 정밀하게 정렬 및 접합하기 위하여 플립칩본딩 방법 이 널리 이용되고 있다. 이때 광소자를 정확한 위치에 정렬시키기 위하여 기판과 광소자 양쪽에 정렬용 마크를 제작하고 플립칩본더 등을 사용하여 정렬마크를 관찰하며 광소자를 정렬 및 본딩하게 된다. 본 연구에서는 이러한 정렬마크의 제작비용을 줄이고 광섬유와 수광소자(PD 칩)의 수동정렬을 용이하게 하기 위하여 He-Ne 레이저(파장 633nm)인 가시광을 이용한 정렬 및 플립칩본딩 방법을 연구하였다. 광섬유에서 방출되는 레이저 광을 육안으로 관찰하면서 수광소자를 정렬하므로써 패키징에 소요되는 시간과 경비를 절감하고 광모듈의 저가격화를 실현 할 수 있는 새로운 방법이다. 광섬유에 가공되어 있는 V-노치를 경유하여 가시광이 광섬유에 대해 직각방향으로 방출되고 이것을 수광소자와 정렬하는 방법이다. 본 연구결과 광정렬을 위해 입사된 633 nm파장의 가시광 레이저와 통신용 레이저인 1550 nm 파장사이의 파장 차이에 의한 광경로 차이는 약 4m으로 무시가능하고 최대 광세기 지점에서 ${\pm}20\;{\mu}m$ 범위내에서는 광결합효율 변화는 약 2%이었으며 최대 광결합효율은 약 23.3%이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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