• Current Optics and Photonics
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• 제5권5호
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• pp.538-543
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• 2021

The evanescent wave coupling of a microring resonator is controlled by changing the gap distance between the bus waveguide and the microring waveguide. However, the interdependence of the bus waveguide's width and the coupling is not well understood. In this paper, we investigate the dependence of coupling strength on the bus waveguide's width. The strength of the evanescent wave coupling is analytically calculated using coupled-mode theory (CMT) and numerically calculated by three-dimensional finite-difference-time-domain (FDTD) simulation. The analytic and numerical simulation results show that the phase-matching condition in evanescent wave coupling does not provide maximum coupling strength, because both phase-matching and mode confinement influence the coupling. The analytic and simulation results for the evanescent coupling correspond to the experimental results. The optimized bus-waveguide width that provides maximum coupling strength results in intrinsic quality factors of up to 1.3 × 10⁶. This study provides reliable guidance for the design of microring resonators, depending on various applications.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 1999년도 제16회 광학 및 양자전자 학술발표회Proceedings of 16th Optics and Quantum Electronics Conference, 1999
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• pp.120-121
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• 1999

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.645-650
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• 2019

본 논문에서는 기존의 l=1 궤도 각운동량 모드에 대해서만 연구가 이루어지던 광 도파로 구조를 개선하여 반도체 박막 공정으로 제작이 가능하고, l=1 및 l=2 궤도 각운동량 모드를 전송할 수 있는 광 집적회로용 실리콘 광 도파로를 유한차분법을 통하여 설계하였다. 설계된 광 도파로는 여러 층의 실리콘과 실리콘 산화막으로 이루어져 있으며, 두 고유 모드의 합성을 통하여 궤도 각운동량을 가지는 모드를 구현한다. 제안된 광 도파로의 2차 궤도 각운동량 모드의 전기장 분포를 통한 궤도 각운동량 계산 결과, 궤도 각운동량 양자수가 1차 및 2차 각각 l= 0.9642, 1.8766으로 이론치에 매우 근접한 값을 보였다.

• 한국광학회지
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• 제13권3호
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• pp.223-227
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• 2002

병렬 광접속용 다중모드 고분자 광도파로를 제작하였으며, 도파로 구조는 LIGA 공정에 의해 제작된 니켈 성형 마스터에 의해 hot embossing기술을 이용하여 성형하였다. 도파로 크기가 48$\times$47$\mu\textrm{m}$$^{2}$인 다중모드 광도파로를 단순 2단계 공정에 의해 제작하였으며, 0.85$\mu\textrm{m}$과 1.3$\mu\textrm{m}$ 파장대역에서 측정한 다중모드 광도파로의 도파손실은 각각 0.38dB/cm와 0.66dB/cm이었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권10호
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• pp.51-56
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• 2004

광소자의 재료물질로서 특성이 우수하며 열광학계수가 큰 silicon을 기반으로 한 SOI (Silicon-on-insulator)를 사용하여 열광학 1×2 광스위치를 제안, 제작하였다. SOI wafer는 도파로가 형성될 상위 Si 층(n=3.5)과 클래딩 영역이 될 산화막 매립층(n=1.5) 그리고 기판인 Si인 3층으로 이루어진다. BPM(Beam propagation method) 전산모의를 통해 20dB 이상의 누화특성을 갖는 단일모드의 1×2 비대칭 y-분기 광도파로를 형성하고, 열확산 전산모의를 통해 금속열선을 설계 제작하였다. 제작된 광스위치는 약 3.5 watts의 구동 전력에서 20dB 이상의 채널간 누화가 측정되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.196-196
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• 2012

Graphene, two-dimensional one-atom-thick planar sheet of carbon atoms densely packed in a honeycomb crystal lattice, has grabbled appreciable attention due to its extraordinary mechanical, thermal, electrical, and optical properties. Based on the graphene's high carrier mobility, high frequency graphene field effect transistors have been developed. Graphene is useful for photonic components as well as for the applications in electronic devices. Graphene's unique optical properties allowed us to develop ultra wide-bandwidth optical modulator, photo-detector, and broadband polarizer. Graphene can support SPP-like surface wave because it is considered as a two-dimensional metal-like systems. The SPPs are associated with the coupling between collective oscillation of free electrons in the metal and electromagnetic waves. The charged free carriers in the graphene contribute to support the surface waves at the graphene-dielectric interface by coupling to the electromagnetic wave. In addition, graphene can control the surface waves because its charge carrier density is tunable by means of a chemical doping method, varying the Fermi level by applying gate bias voltage, and/or applying magnetic field. As an extended application of graphene in photonics, we investigated the characteristics of the graphene-based plasmonic waveguide for optical signal transmission. The graphene strips embedded in a dielectric are served as a high-frequency optical signal guiding medium. The TM polarization wave is transmitted 6 mm-long graphene waveguide with the averaged extinction ratio of 19 dB at the telecom wavelength of $1.31{\mu}m$. 2.5 Gbps data transmission was successfully accomplished with the graphene waveguide. Based on these experimental results, we concluded that the graphene-based plasmonic waveguide can be exploited further for development of next-generation integrated photonic circuits on a chip.

• 한국광학회지
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• 제22권5호
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• pp.219-222
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• 2011

광도파로에 일체형으로 제작 가능한 편광 변환기는 다양한 기능의 광집적회로를 구성하기 위한 필수적인 부품이다. 반응성 메조겐은 액정디스플레이의 파장판 제작을 위하여 널리 사용되는 재료이며, 본 연구에서는 반응성 메조겐과 폴리머 광도파로를 이용하여 집적형 편광 변환기를 제작하였다. 반응성 메조겐과 액정을 혼합한 용액을 광도파로에 직교하게 형성된 홈에 삽입하고 전계를 인가하여 액정 분자를 특정 방향으로 정렬 한 뒤 UV 를 조사하여 RM 분자를 경화시켜주면 광도파로를 가로지르는 파장판을 형성할 수 있다. 파장판의 특성은 두께를 결정짓는 홈의 폭과 액정 분자의 정렬 상태 및 복굴절 크기에 의해 결정된다. 폴리머 광도파로의 중앙에 제작된 편광변환기는 1550 nm 파장에서 편광변환효율이 90 %에 이르게 됨을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제29권3호
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• pp.172-179
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• 2020

We studied an integrated-optic biosensor configuration that operates at a wavelength of 0.63 ㎛ based on the evanescent-wave and two horizontal mode power coupling of Si₃N₄ rib-optical waveguides formed on a Si/SiO₂/Si₃N₄/SiO₂ multilayer thin films. The sensor consists of a single-mode input waveguide, followed by a two-mode section which acts as the sensing region, and a Y-branch output for separating the two output waveguides. The coupling between the two propagating modes in the sensing region produces a periodically repeated optical power exchanges along the propagation. A light power was steered from one output channel to the other due to the change in the cladding layer (bio-material) refractive index, which affected the effective refractive index (phase-shift) of two modes through evanescent-wave. Waveguide analyses based on the rib optical waveguide dimensions were performed using various numerical computational software. Sensitivity values of 12~23 and 65~165 au/RIU, respectively for the width and length of 4 ㎛, and 3841.46 and 26250 ㎛ of the two-mode region corresponding to the refractive index range 1.36~1.43 and 1.398~1.41, respectively, were obtained.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권5호
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• pp.69-79
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• 1999

본 연구에서는 Ti 확산 lithium niobate 광도파로의 고굴절율 제작하기 위한 확산모델을 제시하고, 기존 확산방법과 비교하였다. 그리고 광파장 λ=1.55㎛에서 단일모드 광섬유와 광도파로를 피그테일링하여 두께에 따른 전체삽입손실을 논의하였다. 본 연구에서는 제안한 확산방법은 기존 확산방법보다도 광도파로의 고굴절율을 도모하는 것으로 분석되었으며, 제안된 확산방법으로 Ti 두께 1000Å∼1400Å범위에서 제작한 마크젠다 간섭기형 광도파로를 제작한 결과, TE 및 TM 전체삽입손실을 z-cut 인 경우0.5㏈/㎝ 수준이었고 x-cut인 경우 1±0.5㏈/㎝를 나타내었다. 이러한 결과로부터 이 확산모델은 저전력형 광변조기나 스위치 등의 제작에 활용할 수 있을 것이다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제1권1호
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• pp.44-47
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• 1997

The integration of a GaAs/AlGaAs multi-quantum well electroabsorption modulator and a tapered waveguide vertical direction optical interconnect has been performed without the complicated regrowth process. Zn impurity-induced layer disordering of MQW layer is used to achieve the energy transfer between SQW and MQW regions. Light coupled into a SQW region was transferred to an MQW region and an intensity modulation of 10 dB extinction ratio was demonstrated.