• 제목/요약/키워드: Waveguide Directional Coupler

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Backed Conductor의 Center-Elimination을 통한 향상된 방향성을 갖는 CPW 방향성 결합기의 설계 (CPW Directional Couplers with Enhanced Directivity Via Center-Elimination of Backed Conductor)

  • 박정훈;이창언;최경민;신철재
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권12호
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    • pp.1321-1328
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    • 2003
  • 본 논문에서는 finite-extent backed conductor를 가지는 CPW(Coplanar waveguide) 방향성 결합기에서, 방향성의 향상을 위해 backed conductor의 가운데 부분을 적절한 길이로 제거하는 보상구조를 제안하였다. backed conductor의 가운데 부분이 적절한 길이를 가지고 제거될 경우, 결합기의 가운데 부분에서 기 모드의 유효 유전율이 크게 감소하여 전기적 길이가 달라지므로, 우 모드와 기 모드의 위상속도가 동일하게 인식된다. 따라서 결합기의 방향성은 향상이 되며, 이때 제거된 backed conductor의 적절한 길이는 결합기의 기 모드와 우 모드의 관계로부터 구하여질 수 있다. 이 보상 구조가 효과적임을 보이기 위해 1 GHz의 중심주파수를 가지는 보통의 결합도를 갖는 CPW 방향성 결합기를 설계하였으며, 기존의 구조에 비해 모의실험과 측정에서 각각 36 dB, 20 dB이상 개선된 우수한 방향성특성과 함께 우수한 정합특성을 가짐을 확인하였다.

PSG 광도파박막을 이용한 $1.3/1.55\mum$ WDM coupler의 설계 및 제작 (Design and fabrication of the $1.3/1.55\mum$ WDM coupler with the PSG waveguide films)

  • 전영윤;김한수;이용태;이형종
    • 한국광학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.310-316
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    • 1995
  • 유한영역에서의 조화함수전개법으로 인접한 두 도파로 코어 중심간의 거리 및 도파로 변수에 따른 결합길이를 계산하여 $1.3/1.55\mum$ WDM coupler을 설계하였다. 저압화학기상증착법에 의해 PSG 도파박막을 제작하고 laser lithography와 $CF_4/O_2$ RIE 공정 등을 이용하여 WDM coupler를 제작하였다. 또한 광섬유를 지지 및 고정하기 위하여 Si 기판 위에 V-groove를 만들었으며 제작된 WDM coupler와 V-groove로 지지된 광섬유를 UV curing epoxy를 사용하여 접속하였다. 제작된 WDM coupler의 $1.3.\mum$, $1.55\mum$에서의 분지별 도파모드를 관측하고 분할비를 측정한 결과 최대 분할비는 각각 9dB, 12dB였다.

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광 MMI와 방향성 결합기에 기초한 새로운 바이오 센서 플랫폼의 구현 (Implementation of Novel Bio-sensor Platform based on Optical MMI and Directional Coupler)

  • 호광춘
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.163-168
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    • 2023
  • 본 논문에서는 화학적 감지 및 바이오 감지를 위한 새로운 플랫폼을 제시하였다. 작동 원리는 광 방향성 결합기(DC)와 다중 모드 간섭 결합기 (MMI)의 결합효율과 간섭특성에 기반한다. 또한, 실리콘 기판에 통합할 수 있도록 평면 기술을 사용하여 실현하였다. 먼저, DC와 MMIC의 분산곡선을 설명하고, 도파관 감도를 증가시키기 위한 최적화된 슬롯 광 도파관의 설계 사양을 선택하였다. 다음으로, 감지 분석물의 굴절률 변화에 대한 센서 응답을 수치해석 하였다. 수치해석 결과, 분석 물질의 굴절률 단위 (RIU) 변화당 높은 유효 지수 변화가 얻어졌으며, 그 감도는 DC 및 MMIC 설계 기법을 사용하여 조정할 수 있음을 보여주었다.

측면 연마 편광 유지 광섬유와 평면 도파로 사이의 소산장 결합을 이용한 광센서 (Optical Sensor Based on Evanescent Field Coupling Between Side-Polished Polarization Maintaining Fiber and Planar Waveguide Coupler)

  • 김광택;황보승;강용철
    • 센서학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.207-212
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    • 2004
  • We have investigated the optical characteristics of a directional coupler made of a side-polished polarization maintaining fiber in contact with a multimode planar waveguide and its applications as sensors. A device structural condition to achieve the polarization insensitive wavelength response has been presented. The fabricated devices revealed a superior immunity to the bending and the deformation of PM fibers in the input section. It is experimentally shown that the proposed device is suitable for a remote fiber sensor.

도파관 방향성 결합기를 갖는 60 GHz 대역 Non-Radiative Dielectric 도파관 혼합기 (60 GHz Band Non-Radiative Dielectric Waveguide Mixer having the Waveguide Directional Coupler)

  • 유영근;최재하
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.397-403
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    • 2008
  • 본 논문에서는 점 대 점 통신망으로 수요가 증가하고 있는 60 GHz 대역 무선 통신 장비의 주요 부품인 혼합기를 non-radiative dielectric 도파관으로 구현하였다. Non-radiative dielectric 도파관 혼합기의 제작에 있어서 가장 어려웠던 것이 유전체 선로 결합기의 구현이었는데, 유전체 선로를 정해진 곡율로 형상화하는 것과 정확한 간격으로 위치시키는 것이 쉽지 않기 때문이다. 이 때문에 유전체 선로 결합기를 갖는 혼합기의 경우 일정한 성능을 갖도록 제작하는 것이 매우 힘들었다. 본 논문에서는 유전체 선로 결합기를 도파관 방향성 결합기로 대체하여 가공을 통해 제작이 가능케 함으로써 결합기가 일정한 특성을 갖도록 하였다. 그 결과로 혼합기의 생산성이 획기적으로 개선되었다. 본 논문을 통해 구현된 혼합기의 설계 주파수는 RF 및 LO는 $57{\sim}64\;GHz$이고, IF는 $DC{\sim}2\;GHz$인데, LO가 10 dBm, 60 GHz인 조건에서 $60{\sim}62\;GHz$의 RF 입력에 대한 하향 변환 손실은 $10{\pm}1\;dB$로 측정되었다.

수정된 실효 굴절율법에 의한 계단형 굴절률 분포를 갖는 광도파로와 방향성 결합기의 해석 (Analysis of Dielectric Rectangular Waveguide and Directional Coupler with Step Index Profile by the Modified Effective Index Method)

  • 김창민;정병기;이충웅
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.522-528
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    • 1986
  • Based on the modified effective index method, analysis of dielectric rectangular waveguides and directional couplers are presented. Aside from the effective index concept of channel region, the equivalent index concept of cladding region is proposed. The error problem of eigenvalues, which has been experienced when the effective index method is used, is improved. Our approxiamtions give similar accuracy when compared with the results of other regorous approxiamtion techiniques. The advantage of the modified effective index methods is utilized by replacing the directional coupler with the equivalent slab guides, and the coupling constant is calculated by the coupled mode theory. The effectiveness of the equivalent index concept is positively confirmed.

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광 테이퍼 결합기에 기초한 새로운 바이오-센서 플랫폼의 구현 (Implementation of Novel Bio-sensor Platform based on Optical Taper Coupler)

  • 호광춘
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권5호
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    • pp.145-150
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    • 2023
  • 불균일 형태의 광 테이퍼 도파관은 단일 모드 광섬유나 광결정 도파관과 집적되어 고효율 모드 커플링을 위한 소자로 널리 사용되어 왔다. 본 논문에서는 이와 같은 특성을 나타내는 광 테이퍼 도파관을 사용하여 화학적 감지 및 바이오 감지를 위한 새로운 플랫폼을 제시하였다. 작동 원리는 광 방향성 결합기 (DC)와 다중 모드 간섭 결합기 (MMIC)의 결합효율과 간섭특성에 기반한다. 먼저, DC와 MMIC의 테이퍼 섹션에 대한 곡률 특성을 설명하고, 도파관 감도를 증가시키기 위한 최적화된 테이퍼 도파관의 설계 사양을 선택하였다. 다음으로, 감지 분석물의 굴절률 변화에 대한 센서 응답을 수치해석 하였다. 수치해석 결과, 결합기의 길이가 증가함에 따라 분석 물질의 굴절률 단위 (RIU) 변화 당 유효지수가 증가하였으며, 그 감도는 테이퍼 DC 및 MMIC 설계 기법을 사용하여 조정할 수 있음을 보여주었다.

방향성 결합을 위한 광도파로 굴절율의 최적화 해석 (Optimum analysis of optical waveguide refractive index for directional couple ins)

  • 전용우;채기병;소대화;장지호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.39-42
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    • 1993
  • In this paper, we performed theoretical simulation for directional coupler using BPM program. Simulation results shored that the optimum optical waveguide refractive index between the guides were 3$\mu\textrm{m}$. Using the parameters of n$_1$=2.25, n$_2$=2.25, n$_3$=2.2, gap=3$\mu\textrm{m}$, W= 30$\mu\textrm{m}$, $\Delta$z=0.l$\mu\textrm{m}$, λ=1.5$\mu\textrm{m}$, we decided other design parameters. When we applied 40[V] in the optimum condition of the directional coupling effect, we concluded the refractive index variation of 0.001.

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