• 제목/요약/키워드: Whispering gallery mode

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공진주파수 간격을 확장시키는 Whispering Gallery 모드 유전체 복합공진기에 관한 연구 (A Study on Whispering Gallery Mode Dielectric Coupled Resonator which Englarges the Free Spectral Tange)

  • 황재효;민경일;구경완
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권7호
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    • pp.1225-1232
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    • 2000
  • 본 논문에서는 Whispering Gallery 모드 (이하 W. G. 모드) 공진기의 종진주파수 간격(Free Spectral Range : FSR)을 확장시키기 위한 새로운 형태의 복합공진기를 제안한다. 제안된 복합공진기는 두 개의 유전체 원판으로 구성되며, 복합공진기의 공진주파수는 두 개의 원판 각각의 공진 조건을 동시에 만족시키는 주파수가 되므로 공진주파수의 간격이 확장된다. 제안된 복합 공진기 이론으로 K-Band 원판공진기 및 유전체 도파로를 제작.실험으로 본 논문의 타당성을 밝힌다.

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다양한 변환 공진기에 형성되는 비등방성 속삭임의 회랑 모드 (Anisotropic Whispering Gallery Modes Formed in Various Transformation Cavities)

  • 김인보;최무한
    • 한국광학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.104-109
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    • 2018
  • 이 논문에서는 변환 광학의 기본 원리를 설명하고 이를 적용하여 공진기 모양이 원형으로부터 크게 변형되어도 속삭임의 회랑 모드(WGM)의 특성을 유지할 수 있는 다양한 변환 공진기 설계 기법을 소개한다. 특정 등각 변환 하에서 다양한 변환 공진기를 얻는 방법으로서 초기 정의역을 평행 이동시키는 방법과, 타원을 정의역으로 잡고 회전시키는 방법을 제시하였고, 이를 통해 설계된 몇 가지의 공진기 모드에 대한 내부 파형 및 원거리장 출력 특성을 수치해석적으로 계산하였다. 이러한 결과로부터, 하나의 주어진 등각 좌표변환과 관련된 다양한 GRIN 공진기가 가능하다는 것을 확인하였다.

Bow-tie Mode Lasing in a Grooved Rectangular Semiconductor Microcavity

  • Moon, Hee-Jong;Hyun, Kyung-Sook
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제16권2호
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    • pp.162-165
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    • 2012
  • Bow-tie modes were proposed in a grooved rectangular resonator and their lasing characteristics were investigated in semiconductor microcavities. The observed spacing between two adjacent lasing peaks from the grooved cavity was reduced compared to that of 4-bounce whispering gallery modes (WGMs) from the same-sized simple rectangular cavity due to increased round-trip path length of the bow-tie modes. The lasing spectra of bow-tie modes obtained from two adjacent corners showed highly correlated patterns while those of 4-bounce WGMs did not.

두층 구조 사각공진기 레이저에서의 도파로 모드 발진 특성 연구 (Study on the Guided Mode Lasing in a Double-Layered Square Microcavity)

  • 문희종;선상필;안경원;이재형
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.90-91
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    • 2003
  • 정사각형 (sqaure) 구조 미소공진기는 Q값이 큰 4-bounce whispering gallery mode (WGM)가 존재 할 수 있고, 외부 도파로와 표면감쇠파 결합을 통해 상호작용할 때, 결합 길이가 매우 길어질 수 있어, 광통신용 Add/Drop Filter, 광집적회로 등의 저문턱 미소공진기 레이저 등의 광소자 분야에 적용하려는 연구가 최근 진행되고 있다. 그러나 단일 경계면을 갖는 사각 공진기는 공간 모드가 매우 많은 multimode 특성을 띄기 때문에 응용에 있어 단점이 된다. (중략)

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Observation of Strong Coupling between Cavity Photon and Exciton in GaN Micro-rod

  • Gong, Su-Hyun;Ko, Suk-Min;Cho, Yong-Hoon
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.297.2-297.2
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    • 2014
  • Strong exciton-photon coupling in microcavities have generated an intense research effort since quasiparticles called exciton polaritons are produced and shows interesting phenomena. Most of studies have been done with GaAs based microcavities at cryogenic temperature. Recently, GaN material which has large exciton binding energy and oscillator strength has much attention because strong coupling between photon and exciton could be realized at room temperature. However, fabrication of high quality microcavity using GaN is challengeable due to the large mismatch between the lattice and the thermal expansion coefficient in GaN based distributed Bragg mirror. Here, we observed strong coupling regime of exciton-photon in GaN micro-rods which were grown by metalorganic vapour phase epitaxy (MOCVD) on Si substrate. Owing to the hexagonal cross-section of micro-rod, whispering gallery modes of photon are naturally formed and could be coupled with exciton in GaN. Using angle-resolved micro-photoluminescence measurement, exciton polariton dispersion curves were directly observed from GaN micro-rod. We expect room temperature exciton polariton condensation could be realized in high quality GaN micro-rod.

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광-유체링공진기(OFRR) 바이오센서에 관한 공진이동과 양호도의 시뮬레이션 (Simulation of Resonance Shift and Quality Factor for Opto-fluidic Ring Resonator (OFRR) Biosensors)

  • 조한근;한진우;양길모
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제36권1호
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    • pp.23-32
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    • 2011
  • In this work, the finite element method was used to investigate the shifts of resonance frequencies and quality factor of whispering-gallery-mode (WGM) for an opto-fluidic ring resonator (OFRR) biosensor. To describe the near-field radiation transfer, the time-domain Maxwell's equations were employed and solved by using the in-plane TE wave application mode of the COMSOL Multiphysics with RF module. The OFRR biosensor model under current study includes a glass capillary with a diameter of 100 mm and wall thickness of 3.0 mm. The resonance energy spectrum curves in the wavelength range from 1545 nm to 1560 nm were examined under different biosensing conditions. We mainly studied the sensitivity of resonance shifts affected by changes in the effective thickness of the sensor resonator ring with a 3.0 mm thick wall, as well as changes in the refractive index (RI) of the medium inside ring resonators with both 2.5 mm and 3.0 mm thick walls. In the bulk RI detection, a sensitivity of 23.1 nm/refractive index units (RIU) is achieved for a 2.5 mm thick ring. In small molecule detection, a sensitivity of 26.4 pm/nm is achieved with a maximum Q-factor of $6.3{\times}10^3$. These results compare favorably with those obtained by other researchers.

High-Q 마이크로스피어에서의 표면감쇠파 결합 레이저 (Evanescent Wave Coupled Laser in High-Q Microspheres)

  • 최용석;안경원;문희종
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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    • pp.82-83
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    • 2000
  • 굴절율이 외부보다 큰 실린더 (cylinder)나 스피어 (sphere)는 경계면에서의 전반사에 의해 손실이 매우 적은 high-Q 공진기가 될 수 있음이 잘 알려져 있다. 크기가 수 십 $mu extrm{m}$ 되는 실린더나 스피어에서의 공명모드는 편광(TM, TE), 모드 수 (mode number) n, 모드 순서 (mode order) l에 의해 정의되고 WGM (whispering gallery mode)라고도 불리워진다$^{(1)}$ . 모드 수n 이 클수록 모드 순서 l이 작을수록 공명모드의 Q 값은 큰 경향을 가진다. 액체 방울이나 액체 제트와 같이 열적 섭동에 민감한 마이크로 공진기 (micro-cavity)의 경우 Q값이 $10^{7}$ 정도로 제약되나, 실리카 마이크로 스피어 (micro-sphere)와 같은 고체 구에서 측정된 Q값은 약 $101^{10}$ 정도로 손실이 매우 적은 공진기가 될 수 있다$^{(2)}$ . 이와 같은 마이크로 공진기 특성을 이용하여 다양한 형태의 마이크로 공진기 레이저 대한 연구가 진행되어 왔다. 색소가 첨가된 고체구, 액체 방울, 액체 제트 등에서 기본적인 실험이 이루어졌고 반도체마이크로 스피어 구조에서 WGM 레이저$^{(3)}$ , polymer disc laser$^{(4)}$ , 광양자테 (photonic quantum ring)$^{(5)}$ 특성 연구 등이 실용가능성을 목표로 진행되고 있다. (중략)

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여기부와의 전자파 결합 현상을 고려한 위스퍼링 갤러리 모드 유전체 공진기의 공진주파수에 관한 연구 (A Study on Resonance Frequencies of a Whispering Gallery Mode Dielectric Resonator Considering Electromagnetic Coupling Phenomena with an Excitation Part)

  • 황재효;민경일;구경완
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권5호
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    • pp.603-613
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    • 1998
  • 위스퍼링 갤러리 모드가 동작하는 유전체 원판 공진기의 공진 특성은 모드를 여기시키기 위하여 원판 공진기 주위에 배치한 외부 회로에 의하여 영향올 받게 된다. 이러한 현상올 해석하기 위하여, 원판 공진기를 모드 결합이 일어나는 결합부와 결합이 일어나지 않는 비결합부로 나누어 해석하였다. 결합부에서는 원판올 정합회로로 임피던스 매칭한 후, 비평형 유전체 도파로의 결합 전송 방정식을 유도하였다. 결합 전송 방정식으로부터 결합 계수, 결합 전자계 분포, 전력의 이동량 및 모드 결합 현상을 고려한 공진 주파수를 계산하였다. 또한, 공진 특성에 관한 실험을 통하여, 공진 주파수의 계산치와 실험치 간의 오차가 약 1.28%이고 FSR의 경우 약 0.6%임을 알 수 있었다.

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