• 제목/요약/키워드: Optical Waveguide

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계단형 다중모드 간섭 결합기를 사용한 소자의 소형화 (Device Miniaturization Using Stepped Multimode-Interference Couplers)

  • 호광춘
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권1호
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    • pp.14-19
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    • 2010
  • 전송폭과 굴절률이 서로 다른 다중모드 간섭 결합기 (MMICs)를 계단형으로 연결하면 전형적인 방법으로 설계된 다중모드 간섭 결합기의 결합길이를 현저하게 줄일 수 있는 새로운 구조가 본 논문에서 제안되었다. 전송폭이 82%의 cross 결합효율에 대하여, 결합길이는 약 6.7%가 줄어들었다. 그러나, 전송폭과 굴절률이 계단형인 다중모드 간섭 결합기에서는 약 93%의 결합 효율과 약 9%의 결합길이 축소가 발생하였다. 더욱이, 소형 다중모드 간섭 결합기를 설계하기 위하여 널리 사용되는 테이퍼 구조를 계단형으로 구성하면, 약 90%의 결합효율과 약 25%가 축소된 소형 다중모드 간섭 결합기를 설계할 수 있음을 보였다.

장거리 전송 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망을 이용한 차세대 국방 유선통신체계 구축방안 (A Construction Scheme of Next Generation Wire Communication System by using Long-reach WDM-PON)

  • 김민환;이상묵;이창희
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.90-99
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    • 2007
  • We demonstrate an 80km-reach 64-channel DWDM-PON based on wavelength-locked F-P LDs by changing the position of the C-band BLS for upstream channels from the CO to the RN. It mitigates the necessity of the high power C-band BLS and its handling problems. It also reduces back scattering induced penalty. We obtained less than $10^{-6}$ PLRs in all 128channels through 80km SMF. We also demonstrate a 240km-reach DWDM-PON based on wavelength-locked F-P LDs by adding a bidirectional erbium-doped fiber amplifier(EDFA). We show packet-loss-free transmission in all 128channels at 125 Mb/s per channel over 240km SMF We report the detuning effect of arrayed waveguide gratings(AWGs) and crosstalk effect in the implemented system. We Propose an architecture of a next generation defense wire communication system with the demonstrated long-reach DWDM-PON.

유기재료의 이상분산을 이용한 파장변환 (Frequency conversion using anomalous dispersion of organic material)

  • 김응수;김민성;강신원
    • 한국광학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.103-108
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    • 2005
  • Poled polymer를 사용하여 도파로구조를 제작하고 2차 비선형광학현상에 의해 제 2고조파(SHG)글 발생시켰다. 기본파와 제 2고조파 사이의 위상정합은 poled polymer의 이상분산 특성을 이용하여 기본파 도파모드(TM$_{0}$)로부터 제 2고조파 도파모드(TM$_{0}$)를 실현하였다. 이때 발생되는 제 2고조파의 power는 위상정합이 가능한 다른 모드의 기본파로부터 발생한 제 2고조파의 power보다 크게 됨을 이론적으로 확인하였고, 위상정합이 가능한 도파로를 제작하였다. 기본파로서 Ti-sapphire laser(740 nm)를 사용하여 근자외 영역의 제 2고조파(370 nm)를 관찰하였다.

유전체 판과 금속 나노선 사이에 구속된 표면 플라즈몬 모드 (Surface Plasmon Modes Confined in the Gap Between Metal Nanowire and Dielectric Slab)

  • 한철웅;오차환;송석호
    • 한국광학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.269-275
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    • 2011
  • 회절한계 이하의 모드 크기를 가지는 금속-유전체 혼합 광도파로 구조를 제안하고자 한다. 제안된 혼합 광도파로는 금속 나노선이 유전체 평면 위에 놓인 구조로서, 금속선과 유전체 사이에 구속된 파장보다 작은 크기의 표면-플라즈몬 모드의 특성을 기존의 유전체 나노선을 이용하는 구조와 비교 분석하였다. 두 도파로의 모드 크기와 전파 거리는 나노선의 직경이 큰 경우에는 비슷한 경향을 보이나, 직경이 작아짐에 따라 서로 상이한 값을 가진다. 회절 한계보다 100배 이상 작은 모드를 갖는 파장길이의 나노 공진기 구현을 위해서는 제안된 금속 나노선-유전체 광 도파로 구조가 적합함을 보였다.

전기적으로 가변되는 전달특성을 갖는 폴리머 링 광공진기를 이용한 마이크로웨이브 대역통과 필터 (Photonic K-Band Microwave Bandpass Filter with Electrically Controllable Transfer Characteristics Based on a Polymeric Ring Resonator)

  • 김건덕;이상신
    • 한국광학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.475-479
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    • 2006
  • 본 논문에서는 폴리머 링 광공진기를 이용하여 집적광학형 K-band용 마이크로웨이브 대역통과 필터를 제안하고 구현하였다. 특히, 열광학 효과를 이용하여 광공진기의 공진파장을 변화시킴으로써 대역통과 필터의 전달특성을 전기적으로 조절하였다. 측정된 필터의 중심주파수는 20 GHz, 소멸비는 약 15 dB, 3 dB 대역폭은 2 GHz, 그리고 Q값은 10이었다. 마이크로웨이브 필터에서 중심주파수의 출력특성을 27 dB범위 내에서 ${\sim}6.7dB/mW$로 조절할 수 있었다. 전기적으로 조절되는 전달특성을 갖는 이 필터는 마이크로웨이브스위치 등으로 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

방향성 결합기 소멸비 특성의 일반화 경향과 파장분리기의 소형화 설계 (The Generalized Characteristics of Extinction Ratio for a Directional Coupler and Design of Compact 1310/1550 nm Demultiplexer)

  • 최철현;오범환;이승걸;박세근;이일항
    • 한국광학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.446-449
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    • 2005
  • 방향성 결합기의 각종 설계 구조변경에 대해 소멸비 특성의 변화를 직관적으로 예측하기 쉽지 않으므로 각 구조마다 매번 번거로운 특성 계산의 반복 작업이 수행되었다. 본 논문에서는 방향성 결합기의 설계구조 변수의 조절에 따른 소멸비 특성 변화를 체계적으로 계산하였고, 이 특성변화의 일반적인 경향을 파악하였다. 즉, 도파로 간격을 입력 도파로의 폭으로 규격화하면 이 변화 경향을 일반화하는 특성곡선을 얻을 수 있는 것으로 파악되었다. 이때, 정규화주파수 v와 도파간격비율 d가 큰 구조일수록 소멸비를 높일 수 있었고, d를 동일하게 유지한 여러 경우의 구조에 대해서는 v의 변화에 따른 소멸비 특성곡선이 일치하는 것을 보였다. 이러한 소멸비 특성의 일반화 경향은 높은 소멸비 특성을 유지하면서도 소자를 작게 설계하거나 파장분리기의 설계에 유용하게 활용될 수 있으므로 1310/1550 nm 파장 분리기의 설계와 제작에 적용하여 그 효용성을 확인하였다.

2 차원 평판가공법을 이용한 고세장비 미세 격벽어레이구조물 가공 (Study on Machining High-Aspect Ratio Micro Barrier Rib Array Structures using Orthogonal Cutting Method)

  • 박언석;최환진;김한희;전은채;제태진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제29권12호
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    • pp.1272-1278
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    • 2012
  • The micro barrier rip array structures have been applied in a variety of areas including as privacy films, micro heat sinks, touch panel and optical waveguide. The increased aspect ratio (AR) of barrier rip array structures is required in order to increase the efficiency and performance of these products. There are several problems such as burr, defect of surface roughness and deformation and breakage of barrier rip structure with machining high-aspect ratio micro barrier rip array structure using orthogonal cutting method. It is essential to develop technological methods to solve these problems. The optimum machining conditions for machining micro barrier rip array structures having high-aspect ratio were determined according to lengths ($200{\mu}m$ and $600{\mu}m$) and shape angles ($2.89^{\circ}$ and $0^{\circ}$) of diamond tool, overlapped cutting depths ($5{\mu}m$ and $10{\mu}m$), feed rates (100 mm/s) and three machining processes. Based on the optimum machining conditions, micro barrier rib array structures having aspect ratio 30 was machined in this study.

저손실 Ti : $LiNbO_3$ 광도파로의 주기적 분극 반전과 광학특성 (Periodically domain inversion and optical properties of low-loss Ti : $LiNbO_3$ waveguides)

  • 양우석;권순우;이형만;김우경;윤대호;이한영
    • 한국결정성장학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.49-52
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    • 2006
  • 저손실 Ti:$LiNbO_3$ 광도파로 기판에 외부전계 인가법을 사용하여 주기적으로 도메인을 반전시켰다. $LiNbO_3$의 -Z 면에 Ti 패턴 형성 후 약 $1060^{\circ}C$에서 열처리 과정을 통해 광도파로를 형성하였으며, 제작된 광도파로의 광전송 손실은 ${\sim}0.1dB/cm$ 였다. 도메인 반전을 위해 +Z면에 주기적인 전극 패턴을 형성하였으며, 외부전계의 균일한 인가를 위해 LiCl 전해 용액을 사용하여 도메인을 반전 시켰다. 선택적 화학식각을 통해, 약 $16{\mu}m$의 도메인 반전 주기를 확인 할 수 있었으며, 주기적 도메인 반전구조를 갖는 Ti : $LiNbO_3$ 도파로의 비선형 특성을 측정하였다.

비분산 적외선 이산화탄소 가스센서 특성의 온·습도 영향 (Effects of Temperature and Humidity on NDIR CO2 Gas Sensor)

  • 김진호;이승환
    • 센서학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.179-185
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    • 2017
  • This article describes the characteristics of nondispersive infrared carbon dioxide gas sensor according to the temperatures and humidifies. In this researches, a thermopile sensor that included application-specific integrated circuit (ASIC) was used and the White-cell structure was implemented as an optical waveguide. The developed sensor modules were installed in gas chamber and then the temperature of gas chamber has been increased from 283 K to 313 K with 10K temperature step. In order to analyze the effects of humidity levels, the relative humidity levels were changed from 30 to 80%R.H. with small humidifier. Then, the characteristics of sensor modules were acquired with the increment of carbon dioxide concentrations from 0 to 2,000 ppm. When the initial voltages of sensors were compared before and after humidifying the chamber at constant temperature, the decrements of the output voltages of sensors are like these: 9mV (reference infrared sensor), 41 mV (carbon dioxide sensor), 2 mV (temperature sensor). With the increment of ambient temperature, the averaged output voltage of carbon dioxide sensor was increased 19 mV, however, when the humidity level was increased, it was decreased 14mV. Based upon the experimental results, the humidity effect could be alleviated by the increment of temperature, so the effects of humidity and temperature could be only compensated by the ambient temperature itself. The estimated carbon dioxide concentrations showed 10% large errors below 200 ppm, however, the errors of the estimations of carbon dioxide concentrations were less than ${\pm}5%$ from 400 to 2,000 ppm.

Bragg 격자구조가 집적된 편광 무의존성 방향성 결합기와 다중모드 간섭 결합기의 설계 (Design of Polarization-Insensitive Directional Couplers and Multimode Interference Couplers Integrated with Bragg Grating Waveguide)

  • 호광춘
    • 한국광학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.295-302
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    • 2007
  • Rib 형태의 전송구조로 구성된 편광 무의존성 방향성 결합기(DC)와 다중모드 간섭결합기(MMI)의 설계특성을 종방향 모드 전송선로 해석법(L-MTLT)을 이용하여 정확하게 비교 분석하였다. 두 전송모드들의 결합특성에 의존하는 편향 무의존성 DC 소자를 이용하여 다중모드들의 결합과 간섭특성을 나타내는 MMI 결합기가 설계될 수 있음을 보였다. 또한, 편향 무의존성 DC와 MMI 소자들의 결합효율을 결합길이와 파장의 변화에 따라 자세하게 비교 분석하였다. 그 결과를 기반으로 광통신용 소자에서 필터로 널리 사용 가능한 Bragg 격자구조가 집적된 편향 무의존성 DC와 MMI를 설계하고 그 필터특성을 처음으로 비교 분석하였다. 분석결과, TE와 TM 모드들 사이의 결합길이가 같도록 설계한 DC는 MMI보다 편광 무의존성 필터링 특성에 있어서 더욱 좋은 성능을 나타냈다. 그러나, 편광무의존성 결합길이가 현저하게 작은 MMI가 DC보다 집적소자 소형화를 위하여 더욱 좋은 소자임을 보였다.