• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.777-790
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• 2001

광통신용 광섬유의 최저손실 파장영역인 1.55w에서 고출력으로 안정하게 동작하는 SLD를 설계하기 위하여 이론적인 해석을 수행하였다. 활성영역과 SCH층의 재료는 Int-xGaxAsyPl-y를 이용하였다. 활성영역의 측방향과 횡방향 모드해석으로부터 단일모드 고출력 동작을 위한 광전력분포와 광가둠계수를 구하였으며, 이들 계산으로부터 최대 광가둠계수를 얻기 위한 SCH층의 조성과 두께를 계산하였다. 낮은 반사도를 얻기 위하여 후면 에 윈도우 영역을 두었고 활성영역과 윈도우 영역의 계면이 측방향으로 각도를 가지게 하였으며 가우시안빔 근사와 모드해석으로부터 반사도를 계산하였다. $1.3\mum$ InGaAsP를 SCH층으로 하였을 때 최대의 광가둠계수를 얻기 위한 SCH층의 두께는$0.08\mum$정도이었다. 10-4정도의 반사도를 얻기 위해서는 활성층의 두께를 $0.2\mum$, SCH 층의 두께를 $0.08\mum$ 로 하였을 때 무반사코팅을 하지 않을 경우 윈도우 영역의 길이는 $100\mum$ 정도이고, 반사도 1% 정도의 무반사 코팅을 할 경우 $10\mum$ 정도가 된다. 측면 경사각이 $10~15^{\circ}$이면 반사도는 10-3정도가 된다. 이들 결과로부터 AR코팅을 하지 않고도 윈도우 영역의 길이와 측면 경사각을 적당히 조절한다면 안정적으로 동작하는 SLD의 제작이 가능하다는 것을 알 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제14권5호
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• pp.545-554
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• 2003

Ti:LiNbO$_3$세 도파로 방향성 결합기와 CPW진행파 전극으로 구성된 완전 스위칭이 가능한 외부 광변조기를 설계, 제작하였다. 결합 모드 이론을 이용하여 세 도파로 광결합기의 스위칭 현상을 해석하였으며, 유한차분법을 이용하여 단일 모드를 갖는 광도파로의 설계 및 공정 파라미터를 도출하였으며, 이를 이용하여 광 결합길이를 계산하였다. 등각사상법과 반복이완법을 이용하여, CPW구조 진행파 전극의 특성임피던스와 M/W(Micro wave)유효굴절률 정합조건을 동시에 만족하는 설계 파라미터를 도출하였다. 제작된 세 도파로 광변조기의 삽입손실과 스위칭 전압은 약 4㏈와 19V였으며, S 파라미터를 측정하여 특성임피던스 Z$_{c}$=45 Ω M/W 유효굴절률 N$_{eff}$=2.20, 그리고 감쇠상수 $\alpha$$_{0}$=0.055/cm√GHZ 등의 진행파 전극 파라미터를 추출하였다. 추출된 진행파 전극 파라미터를 이용하여 이론적인 주파수 응답 R($\omega$)을 계산하였으며, Photo Detector로 측정된 주파수 응답과 비교하였다. 주파수 응답 측정 결과, 3㏈ 변조대역폭은 13 GHz로 측정되었다.

• 한국광학회지
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• 제15권5호
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• pp.469-474
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• 2004

본 논문에서는 저 전류 및 고 효율로 동작하는 planar buried heterostructure(PBH) 구조로 sampled grating(SG) distributed bragg reflector(DBR) laser diode(LD)를 처음으로 설계하고 제작하였다. 특히 활성층과 도파로층의 높은 결합 효율을 얻기 위해 건식 식각과 습식 식각을 같이 사용하여 결함이 거의 없는 butt-coupling(BT) 계면을 형성하였다. 제작된 파장 가변레이저의 평균 발진 임계전류는 약 12 mA로 ridged waveguide(RWG)와 buried ridge stripe(BRS) 구조로 제작된 결과 보다 두 배 정도 낮게 나타났으며, 광 출력은 200 mA에서 약 20 mW 정도로 RWG 와 BRS 보다 각각 9 mW, 13 mW 더 우수하게 나타났다. 그리고 파장 가변 영역을 측정한 결과 44 nm로 설계결과와 일치하였으며, 최대 파장 가변 영역 안에서 출력 변화 폭이 5 dB 이내로서 RWG 구조의 9 dB보다 출력변화 폭이 4 dB 적게 나타났다. 전체 파장 가변 영역에서 SMSR이 35 dB 이상으로 나타났다.

• 한국광학회지
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• 제17권5호
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• pp.469-474
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• 2006

본 논문에서는 실리카 기반의 다중모드 간섭기를 이용하여 적은 초과손실을 갖는 $1{\times}16$ 마하젠더 스위치에 대한 설계 및 측정결과에 대하여 논하였다. 제작된 $1{\times}16$ 마하젠더 스위치는 마하젠더 간섭계(Mach-Zehnder Interferometer, MZI) 구조를 갖는 $2{\times}2$ 열광학스위치를 단위소자로 하였으며, 15개의 단위소자를 이용하여 4단(stage)으로 구성하였다. 먼저 광분배기와 $2{\times}2$ MZI 열광학 스위치등의 개별적인 특성을 파악하였고, 그 결과를 전체 소자의 설계에 적용함으로써 보다 좋은 성능을 얻을 수 있었다. 제작된 다중모드 간섭기를 이용한 MZI 구조의 단위스위치 당 초과손실은 최소 -0.5dB로 측정되었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제38권7호
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• pp.14-21
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• 2001

본 논문에서는 유전체가 삽입된 공진기를 이용하여 C-band용 대역통과 여파기를 설계, 제작하였다. 공진기의 높이는 인접 유전체 공진기의 도파관 차단 주파수로부터 결정된다. 공진기의 지름은 도체 손실을 고려하여 유전체의 두 배로 결정하였다. 유전체 공진기의 공진주파수는 비소멸(non-decaying) 모드 해석법으로 계산하였다. 일반적으로 원통형 유전체 공진기의 공진주파수는 Cohn 모델로 해석하였는데, 이것은 공진기의 벽과 유전체벽 사이에서 전자파가 소멸(decaying)된다는 가정 하에 해석한 방법이다. 그러나， 이 방법은 근사적인 해석방법이다. 외부양호도(external quality factor)인 $Q_{ex}$는 Ansoft의 Maxwell 시뮬레이션 툴을 사용하여 결정하였다. 유전율 45인 유전체를 사용하여 설계한 대역통과 여파기는 5.065GHz의 중심주파수를 가졌다. 삽입손실은 1dB, 밴드 폭은 20MHz, 감쇠 특성은 30dB$(f_0{\pm}15MHz)$)로 설계목표에 만족함을 알 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제17권4호
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• pp.371-380
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• 2006

금으로 된 금속선 광 도파로를 따라 속박되는 장거리 표면 플라즈몬을 이용하여 파장 가변 필터를 설계하고 제작하였다. 실리콘 기판 위에 제작된 금속선 도파로는 두 층의 열광학 폴리머 사이에 샌드위치 구조로 끼어 있도록 설계되었다. 도파로의 바로 윗면에는 유전체로 된 Bragg 회절격자가 적합한 주기로 제작되어, 중심 파장이 광통신 파장대 (1520$\sim$1570 nm)에 있으면서 높은 소광률($\sim$25 dB)을 갖는 파의 반사가 가능했고, 전체손실은 25 dB/cm 이하로 나타났다. 또한, 제작된 파장 가변 필터가 폴리머의 열-광학적 특성에 의해 파장가변 필터 소자로서의 응용이 가능함을 확인했으며, 금속선 광 도파로에 직접 연결된 전극 구조에 동시에 가해준 전류에 의해 파장이 가변 될 수 있음을 실험적으로 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.1108-1115
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• 2004

본 논문에서는 밀리피터파 대역의 응용에 적용될 수 있는 새로운 형태의 로트맨 렌즈를 제시하였다. 본 논문에서 새로이 제시하는 유전판 로트맨 렌즈는 도체손실과 포트간 상호간섭(mutual coupling)을 감소시킬 수 있는 특성을 지니고 있으며 밀리미터 대역에서 구현이 보다 용이한 구조이다. 기존의 렌즈가 도체 평판 구조인데 반해 제안된 렌즈는 유전판과 슬롯으로 구성되어 있으며 TE$_{0}$모드로 구동한다. 중심주파수 15 GHz에서 9개의 빔 포트와 9개의 배열포트로 구성된 렌즈를 9개의 TSA(Tapered Slot Antenna) 배열과 더불어 설계 및 제작하였다. 측정결과에 따르면 빔폭은 13 GHz에서 약 15$^{\circ}$이며 효율은 약 34 %를 나타냈으며 포트간 상호간섭은 주파수가 상승함에 따라 점진적으로 감소함을 관찰할 수 있었다. 밀리미터 파 대 역에서 제작 및 측정 장비의 부족으로 인해 설계주파수를 15 GHz로 크게 낮추었음에도 불구하고 효율은 평행 도체판 구조의 렌즈와 대등한 값을 얻었다. 향후 밀리미터파 대역에서 고유전율 막(high dielectric thin film) 형태로 제작된다면 도체 손실파 상호간섭을 크게 감소시킬 것이 기대된다.

• 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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
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• pp.976-979
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• 2002

A focusing grating coupler (FGC) was not fabricated by the 'Continuous Path Control' writing strategy but by an electron-beam lithography system of more general exposure mode, which matches not only the address grid with the grating period but also an integer multiple of the address grid resolution (5 nm), To more simplify the fabrication, we are able to reduce a process step without large decrease of pattern quality by excluding a conducting material or layer such as metal (Al, Cr, Au), which are deposited on top or bottom of an e-beam resist to prevent charge build-up during e-beam exposure. A grating pitch period and an aperture feature size of the FGC designed and fabricated by e-beam lithography and reactive ion etching were ranged over 384.3 nm to 448.2 nm, and $0.5{\times}0.5mm^2$ area, respectively, This fabrication method presented will reduce processing time and improve the grating quality by means of a consideration of the address grid resolpution, grating direction, pitch size and shapes when exposing. Here our investigations concentrate on the design and efficient fabrication results of the FGC for coupling from slab waveguide to a spot in free space.

• 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.