• 한국통신학회논문지
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• 제38A권1호
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• pp.88-95
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• 2013

본 논문에서는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정 기술을 이용하여 광트랜시버에 사용된 1550 nm 고속 VCSEL을 구동하는 드라이버 회로를 제안한다. 3.1Gb/s 데이터 속도에서 기존 구조에 비하여 향상된 대역폭, 이득 및 아이 다이어그램을 확인하였다. 본 논문에서는 다중채널 어레이 집적모듈을 갖는 광트랜시버에 응용하기 위한 3.1Gb/s VCSEL 드라이버의 설계 및 레이아웃을 확인한다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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• pp.144-145
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• 2003

VCSEL은 우수한 소자 특성과 표면 발광 구조가 갖는 여러 가지 장점들로 인하여 병렬 광연결과 근거리 광섬유 통신에서 이상적인 광원으로 인정받고 있다. 특히 산화막 구경을 갖는 VCSEL은 이득영역 근처에서 횡 방향으로 광학적, 전기적 제한을 가함으로써 낮은 문턱전류와 높은 전력변환 효율을 갖기 때문에 현재까지 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 논문에서는 in-situ 광 반사법을 이용한 VCSEL의 MBE 성장과 1■10 산화막 구경 VCSEL 어레이의 제작공정, 그리고 발진특성에 대하여 논하고자 한다. (중략)

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.840-843
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• 2004

UV molding is a process for integrating micro/nano polymeric optical components on optoelectronic modules. In the present study, a microlens array for vertical cavity surface emitting laser(VCSEL) to fiber coupling was designed, integrated and tested. At the design stage, design variables ware optimized to maximize the coupling efficiency, and tolerance analysis was carried out. At the integration stage, the UV transparent mold was fabricated and the microlens array on VCSEL array was integrated by UV molding process. Finally the coupling efficiency of VCSEL to fiber was measured and analyzed.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권4호
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• pp.561-567
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• 2017

This paper presents a 4-channel common-cathode VCSEL driver array operating up to 6.25 Gb/s per channel for the applications of HDMI 2.0 active optical cables. The proposed VCSEL driver consists of an input buffer, a modified Cherry-Hooper amplifier as a pre-driver, and a main driver with pre-emphasis to drive a common-cathode VCSEL diode at high-speed full switching operations. Particularly, the input buffer merges a linear equalizer not only to broaden the bandwidth, but to reduce power consumption simultaneously. Measured results of the proposed 4-channel VCSEL driver array implemented in a $0.13-{\mu}m$ CMOS process demonstrate wide and clean eye-diagrams for up to 6.25-Gb/s operation speed with the bias current 2.0 mA and the modulation currents of $3.1mA_{PP}$. Chip core occupies the area of $0.15{\times}0.1{\mu}m^2$ and dissipate 22.8 mW per channel.

• 전자공학회논문지
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• 제54권1호
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• pp.33-38
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• 2017

본 논문에서는 채널 당 3.125-Gb/s 동작 속도를 갖는 4-채널 공통-캐소드 VCSEL 다이오드 드라이버 어레이 칩을 구현하였다. 스위칭 동작하는 메인 드라이버의 동작속도 향상을 위해, 액티브 인덕터를 사용한 전치증폭단과 이퀄라이저 기능을 탑재한 입력버퍼단으로 구성하였다. 특히 개선된 입력버퍼단의 경우, 주파수 영역의 피킹으로 대역폭 증대뿐 아니라 비교적 적은 전류로 동작하도록 설계하였다. 본 논문에서 사용한 VCSEL 다이오드는 2.2 V 순방향 전압과 $50{\Omega}$ 기생저항 및 850 fF 기생 캐패시턴스를 갖는다. 또한, 3.0 mA 변조전류 및 3.3 mA 바이어스 전류로 동작하므로, 두 개의 독립적인 전류소스로 구동 가능한 current steering 기반의 메인 드라이버를 설계하였다. 제안한 4-채널 광 송신기 어레이 칩은 $0.11-{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제작하였다. 칩 코어의 면적은 $0.15{\times}0.18{\mu}m^2$ 이며, 채널 당 22.3 mW 전력소모를 갖는다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권1호
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• pp.35-46
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• 2004

Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser(VCSEL)는 짧은 공진기(cavity)와 여러 층의 distributed Bragg reflector(DBR)층을 거울로 사용하기 때문에, edge-emitting lasers(EELs)와는 달리, 광출력 및 변환효율 등의 예측이 쉽지 않다. 그 주된 원인은 VCSEL에서는 Fabry-Perot 레이저와는 달리, 각각의 DBR 거울 층들이 손실을 가지고 있기 때문으로 이에 따라 상/하향광출력 비나 변환효율을 계산해 내는 데에 어려움이 있다. 그러나 전달 행렬 방법(transfer matrix method, TMM)을 이용하면, VCSEL과 같은 여러 층을 갖는 구조에서의 성능 지수를 정확히 계산할 수 있다. 이 논문에서는 전달 행렬 방법을 이용하여 VCSEL의 구조 변화에 따른 문턱이득, 문턱전류 밀도 및 변환효율을 구하였으며 문턱전류 및 변환효율 모두를 고려한 VCSEL의 최적 구조 설계 기법을 제시하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권6호
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• pp.427-434
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• 2013

본 논문은 멀티 채널의 어레이 집적 모듈을 갖는 광트랜시버를 위한 2.5 Gbps 어레이 VCSEL driver의 설계 및 구현에 관한 것이다. 본 논문에서는 광트랜시버에 적용된 1550 nm high speed VCSEL을 드라이브하기 위하여 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정 기술을 이용하여 자동 광전력제어 기능을 갖는 2.5 Gbps VCSEL (수직 공진기 표면 방출 레이저) 드라이버 어레이를 구현하였다. 광트랜스미터의 폭넓은 대역폭 향상을 위해 2.5 Gbps VCSEL Driver에 네가티브 용량성 보상을 갖는 능동 궤환 증폭기 회로를 채용한 결과 기존 토폴로지에 비해 대역폭, 전압 이득 및 동작 안정성의 뚜렷한 향상을 보였다. 4채널 칩은 최대 변조 및 바이어스 전류하에서 1.8V/3.3V 공급에서 140 mW의 DC 전력만 소모하고, 다이 면적은 기존 본딩 패드를 포함하여 $850{\mu}m{\times}1,690{\mu}m$를 갖는다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권2호
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• pp.167-173
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• 2014

A novel multi-oxide layer structure for vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) structures is proposed to achieve higher single mode output power. The structure has four oxide layers with different aperture sizes and thicknesses. The oxide layer thicknesses are optimized simultaneously to reach the highest single mode output power. A heuristic method is proposed for plotting the influence of these variable changes on the operation of optical output power. A comprehensive optical-electrical thermal-gain self-consistent VCSEL model is used to simulate the continuous-wave operation of the multi-layer oxide VCSELs. A comparison between optimized VCSELs with different structures is presented. The results show that by using multi-oxide layers with different thicknesses, higher single-mode optical output power could be achieved in comparison with multi-oxide layer structures with the same thicknesses.

• 한국광학회지
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• 제29권6호
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• pp.241-246
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• 2018

본 논문에서는 광섬유 브래그 격자(FBG)를 이용한 광온도센서를 제작하였으며 광원은 출력 파장의 온도 의존성을 가지는 저가형 VCSEL이 사용되며 FBG에서 반사되는 빛의 파장을 분석하는 interrogator는 VCSEL에서 변화되는 출력 파장을 VCSEL의 내부 온도로 확인하는 방법을 적용하여 저가격의 광온도센서를 구현하였다. VCSEL의 내부온도를 $52.2^{\circ}C$에서 $14^{\circ}C$까지 조절하면서 출력 파장을 1519.90 nm에서 1524.25 nm까지 총 4.35 nm 파장을 변화시켰으며 온도 조절에 따른 파장 변화 반복도 오차는 ${\pm}0.003nm$이며 온도 측정 오차는 ${\pm}0.18^{\circ}C$로 측정되었다. 광온도센서를 사용하여 $22.3{\sim}194.2^{\circ}C$의 온도를 측정한 결과 인가한 온도 ${\Delta}T$에 따른 광원 내부 온도 변화 값은 $0.146^{\circ}C/{\Delta}T$이고 인가한 온도 ${\Delta}T$에 따른 온도 프로브 반사 파장 변화 값(${\Delta}{\lambda}_{\beta}T/{\Delta}T$)은 $16.64pm/^{\circ}C$로 측정되었으며 센서의 측정 오차는 ${\pm}1^{\circ}C$로 나타났다. VCSEL의 출력 파장은 온도에 의존성을 가지고 있어 좁은 범위의 출력 파장을 변화시키기 위한 광원으로 사용하기에 매우 적합하다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 1998년도 제15회 광학 및 양자전자 학술발표회 논문집
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• pp.204-205
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• 1998