• ETRI Journal
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• 제26권3호
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• pp.277-280
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• 2004

The distributions of electric field and induced second-order nonlinearity are analyzed in the periodic poling of optical fibers. A quasi-phase matching efficiency for the induced nonlinearity is calculated in terms of both the electrode separation distance between the applied voltage and generalized electrode width for the periodic poling. Our analysis of the quasi-phase matching efficiency implies that the conversion efficiency can be enhanced through adjusting the separation distance, and the electrode width can be maximized if the electrode width is optimized.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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• pp.18-18
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• 2002

Although it was suggested in 1962 that an efficient wavelength conversion could be achieved using ferroelectric crystals of periodic 180° domains, it was not until 1990's that quasi-phase-matching (QPM) became realized, as technology for periodic poling of LiNbO₃ crystals was readily available. Since ferroelectric domain inversion brings about change of the sign of second-order nonlinear susceptibility, periodically poled ferroelectric structures provide an ideal way of achieving QPM for second-harmonic generation and optical parametric oscillation. Periodically poled ferroelectric domains can also be utilized for optical devices, such as Brags electrooptic modulators. fabrication of stable periodic domain structures depends on a number of poling parameters of a ferroelectric crystal, such as coercive field, internal field and electrical conductivity. We present poling kinetics of KNbO₃ crystals, which involve domain nucleation and growth, backswitching, relaxation of internal field. Optimum poling conditions were established by designing a proper wave shape of external field. We demonstrate an efficient second-harmonic generation using QPM in a periodically poled KNbO₃ crystal.

• 한국광학회지
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• 제16권4호
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• pp.366-375
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• 2005

Ti 확산 리튬나오베이트 채널 광도파로의 z-축 분극을 주기적으로 $180^{\circ}$ 위상 변화시키는 Ti:PPLN 제작 공정을 검토하고, 개선하였다. 분극반전 공정에 적합한 지그와 Labview 프로그램을 이용하여 전하량 제어시스템을 고안하였다. 분극반전에 필요한 전하량으로부터 분극에 적절한 고전압 펄스와 duty-cycle을 조절하였으며, 분극에 필요한 임계 전압 보다 작은 전압을 인가한 상태에서 누설전류의 변화를 관찰하여 절연파괴 현상을 또한 최소화하였다.

• 전자공학회논문지A
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• 제32A권12호
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• pp.166-172
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• 1995

A novel passive TE/TM polarization mode converter is fabricated by using poled polymer waveguides. The optic axis of the poling induced waveguide is slowly rotated by using a slowly varying structure of poling electrodes. Thus the polarization conversion is achieved as the guided mode propagates through the waveguide. The proposed device is simulated by a full vectorial beam propagation method (VBPM) for anisotropic medium. For the rotation length of 1 mm, the TE polarization of the guided mode is successfully converted to the TM polarization with negligible loss. Based on the simulation results, we fabricated the polarization converter which is tested by using 1.3 $\mu$m laser diode. TE to TM mode conversion is observed with a polarization extinction ratio higher than 30 dB, and the excess loss is less than 1 dB. The polarization conversion is relatively insensitive to wavelength since the device contains no periodic structures. These devices are easier to fabricate than others containing periodic structures.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권11호
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• pp.749-752
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• 2005

When an electric field higher than a characteristic coercive field is applied to a ferroelectric such as $LiNbO_3$, the orientation of the spontaneous polarization is reversed, which causes the reversal of the sign of odd-rank tensor properties such as electro-optic and nonlinear optic coefficients. A fabrication process of insulator and periodic external field assisted poling of a z-cut $LiNbO_3$ have been optimized for a periodic $180^{\circ}$ phase inversion along z-axis. The poling jig and the poling control system, fully controlled by a computer, for high quality and reproducible PPLN fabrication have been devised. Periodically polarization reversed PPLN was adjusted based on the fabricated thickness of insulator. The poling structure of PPLN was observed under a microscope after etching PPLN samples by an etching solution ($HF:HNO_3$ = 1 : 2) for about 15 min.

• ETRI Journal
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• 제18권4호
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• pp.287-299
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• 1997

Integrated-optic polarization controlling devices such as polarizers, polarization splitters, and polarization converters, are proposed and demonstrated in nonlinear optic polymers. Poling-induced birefringence in electro-optic polymers is exploited to fabricate the devices. The polymeric waveguide polarizers show low excess losses, and extinction ratios of 20.7 dB and 17.1 dB for TM-pass and TE-pass polarizers, respectively. The polymeric waveguide polarization splitters exhibit TE-TM mode splittings with crosstalk of 14.2 dB and 10.1 dB for TM and TE mode splittings, respectively. The polymeric waveguide polarization converters show successful TE/TM polarization mode conversion with conversion efficiencies of higher than 30 dB. The device employs poling-induced waveguides which have slowly rotating azimuth angle of optic axis along the light propagation direction. The novel polarization converter is insensitive to wavelength and easier to fabricate than the other polarization converters containing periodic structures.

• 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.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권2호
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• pp.53-58
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• 2006

조화용융조성 $LiNbO_3$ 결정에 외부 전계를 인가하였을 때 초기 도메인 생성 및 이동에 관하여 연구하였다. 0.5mm 두께의 $LiNbO_3$ 결정에 23.5, 22.0, 21.0kV/mm의 전계를 인가하였을 때 도메인 벽은 각각 28.70, 16.02, $5.75{\mu}m/sec$의 속도를 나타내었다. 분극 반전 시스템에 전류 제어를 위한 외부저항으로 $1 M{\Omega}$을 사용하였을 시 너무 빠른 도메인 성장으로 인하여 원활한 분극 반전 제어가 이루어지지 않으므로 $10 M{\Omega}$ 외부저항을 사용하여 전하량을 제어하여 50% duty cycle을 가진 주기적 분극 반전 $LiNbO_3$ 결정을 제작하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제17권4호
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• pp.151-155
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• 2007

녹색 광 발진을 위해 조화용융조성의 MgO가 첨가된 $LiNbO_3$ 결정을 이용하여 준위상정합 2차 조화파 도파로 소자를 제작하였다. 도메인 반전을 위해 +Z면에 주기적인 전극 패턴을 형성하였으며, 외부전계의 균일한 인가를 위해 LiCl 전해 용액을 사용하여 도메인을 반전 시켰다. 선택적 화학식각을 통해, 약 $6.8{\mu}m$의 분극 반전 주기를 확인 할 수 있었으며, $7{\mu}m$ ridge 높이와 $3{\mu}m$의 slap높이를 갖는 폭 $5{\mu}m$의 PPMgLN ridge-type 도파로 소자의 비선형 특성을 측정하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권3호
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• pp.20-25
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• 2007

본 논문에서는 $LiNbO_3$의 선택적 영역을 도메인 반전을 수행하였으며, 이를 대역변조기 및 SSB 광변조기 제작에 응용하였다. 인가전압에 대한 회로적인 응답전류를 분석 및 고려함으로써 도메인 벽의 이동속도를 정확히 제어할 수 있었다. 과도한 도메인의 벽 이동속도에 의한 도메인 반전 형상을 확인하였고, 또한 도메인 벽의 진행방향에 따라 그 속도의 차이가 발생함을 알 수 있었다. 제작된 대역변조기는 30.3 GHz를 중심주파수로 하여 5.1GHz의 3dB 대역폭을 보였고. SSB 광변조기의 변조 스펙트럼으로부터 19dBm의 5.8GHz RF 입력신호에 대해 USB가 LSB에 비해 33dB정도 억제됨을 확인할 수 있었다.