본 연구에서는 광통신 시스템에 있어서 필수적인 기능으로 전망되고 있는 전광 논리소자를 구현하기 위한 집적된 광소자를 제작, 측정 하였다. 유기금속화학증착법(MOCVD)을 이용한 선택영역 성장기술을 이용하여 서로 다른 두 활성영역을 한 기판위에 성장함으로써 능동 반도체 광소자인 반도체 광증폭기와 수동 반도체 광소자인 다중모드 간섭 도파로, S-자 도파로를 집적하였다. 집적된 수동 소자부분의 손실을 측정하고 전광 논리소자를 구현하는 방법 중 하나인 반도체 광증폭기의 cross-gain modulation(XGM)특성을 측정하여 집적된 전광 논리소자로의 사용 가능성을 알아보았다.
Park, Tae-Hyun;Huang, Guanghao;Kim, Eon-Tae;Oh, Min-Cheol
Current Optics and Photonics
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제1권3호
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pp.214-220
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2017
A wavelength filter based on a polymer Bragg reflector has received much attention due to its simple structure and wide tuning range. Tilted Bragg gratings and asymmetric Y-branches are integrated to extract the reflected optical signals in different directions. To optimize device performance, design procedures are thoroughly considered and various design parameters are applied to fabricated devices. An asymmetric Y-branch with an angle of $0.3^{\circ}$ produced crosstalk less than -25 dB, and the even-odd mode coupling was optimized for a grating tilt angle of $2.5^{\circ}$, which closely followed the design results. Through this experiment, it was confirmed that this device has a large manufacturing tolerance, which is important for mass production of this optical device.
Low-threshold optical bistability is essential for practical nonlinear optical applications. Many bistable optical devices based on high-quality-factor resonators have been proposed to reduce the threshold intensity. However, demonstrating high-quality-factor resonance requires complex fabrication techniques. In this work, we numerically demonstrate optical bistability with bound states in the continuum in a simple one-dimensional Si photonic crystal. The designed structure supports bound states in the continuum, producing an ultrahigh quality factor without tough fabrication conditions. The threshold intensity of the designed device is 150 MW/cm2 at the optical communication wavelength. This scheme may lead to a new class of nonlinear photonics.
Due to their high degree of freedom to transfer and acquire light, fiber optics can be used in the presence of strong magnetic fields. Hence, optical sensing and imaging based on fiber optics can be integrated with magnetic resonance imaging (MRI) diagnostic systems to acquire valuable information on biological tissues and organs based on a magnetic field. In this article, we explored the combination of MRI and optical sensing/imaging techniques by classifying them into the following topics: 1) functional near-infrared spectroscopy with functional MRI for brain studies and brain disease diagnoses, 2) integration of fiber-optic molecular imaging and optogenetic stimulation with MRI, and 3) optical therapeutic applications with an MRI guidance system. Through these investigations, we believe that a combination of MRI and optical sensing/imaging techniques can be employed as both research methods for multidisciplinary studies and clinical diagnostic/therapeutic devices.
3차원 유한 차분 빔전파 방법의 계산시간 및 수렴성 문제를 해결하기 위해서 implicit와 explicit 방법을 결합하는 복합 방법(hybrid method)을 제안하였다. 방향성 결합기의 결합길이를 결정하는 문제를 대상으로 제안된 방법과 implicit 방정식의 해를 직접 구하는 방법의 계산 시간을 비교하였다. 그 결과 직접 풀이법에 비해 제안된 방식의 계산 속도가 최소 10배 이상 빠름을 확인하였다.
Polymeric optical waveguide devices with Bragg gratings have been investigated, for implementing tunable lasers and wavelength filters used in wavelength-division-multiplexed optical communication systems. Owing to the excellent thermo-optic effect of these polymers, wavelength tuning is possible over a wide range, which is difficult to achieve using other optical materials. In this study the phase-mask technology, which has advantages over the conventional interferometeric method, was introduced to facilitate the fabrication of Bragg gratings in polymeric optical waveguide devices. An optical setup capable of fabricating multiple Bragg gratings simultaneously on a 4-inch silicon wafer was constructed, using a 442-nm laser and phase mask. During fabrication, some of the diffracted light in the phase mask was totally reflected inside the mask, which affected the quality of the Bragg grating adversely, so experiments were conducted to solve this issue. To verify grating uniformity, two types of wavelength-filtering devices were fabricated using the phase-mask lithography, and their reflection and transmission spectra were measured. From the results, we confirmed that the phase-mask method provides good uniformity, and may be applied for mass production of polymer Bragg-grating waveguide devices.
한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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pp.1279-1282
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2008
Organic field effect transistors are excellent candidates for addressing and local amplification elements for large area electronics because they can easily be processed at low temperatures on essentially arbitrary substrates. We present the use of these devices in an active matrix photodetector and as a buffer for a strain sensor.
SOA(Semiconductor Optical Amplifier)를 단일 기판에 집적한 Mach-Zehnder 간섭계 구조의 파장변환기를 제작하여 40 nm 지역폭에 대한 10 Gb/s 파장변환 특성을 조사하였다. 제작된 파장변환기는 BRS(Buried Ridge Structure)형 SOA와 수동 도파로를 butt-joint결합하여 단일 집적한 구조이다. 집적화 과정에서 높은 도파 손실을 발생시키는 p+ InP덮개층을 제거하고 무첨가 InP로 도파로 덮개층 및 전류 차단층을 동시에 형성시키는 새로운 방법을 이용하였고, 모듈 제작에서 경사진 도파로와 광섬유를 효율적으로 광 접속하기 위하여 경사진 광섬유 배열을 제작하여 사용하였다. 이와 같이 제작된 파장변환기 모듈을 이용하여 1535-1575 nm의 40 nm 대역폭에서 1 ㏈ 이하의 power penalty를 갖는 10 Gb/s 파장변환을 구현하였고, 특히 negative penalty를 갖는 파장변환을 성공적으로 구현함으로써 2R(re-amplification, re-shaping) 기능을 제공할 수 있음을 보였다.
근래에 와서 통신 및 정보처리 기술에 있어서 기존의 전자공학적인 방법이 가지는 한계점을 광자공학적인 방법으로 보완하거나 극복하여 고속 및 대용량화를 가능케 하려는 움직임이 있다. 이러한 광통신 및 광정보처리 기술에 필요한 광재료 및 과자소자들에 적용되는 광자물리학을 살펴보고 또 앞으로의 연구 추세를 살펴보기로 한다.
다중모드간섭기의 자아결상(Self-Imaging)원리는 다중모드의 전파상수를 근사한 식에서 출발한다. 이러한 근사로 인해 발생하는 위상오차를 최소화하기 위해 기존 방식의 문제와 한계를 고찰하고, 위상오차의 근본적인 해석을 통하여 위상오차의 한계범위 내에 포함되는 모드수를 극대화한 최적 구조를 결정할 수 있었으며, 대표모드를 설정하여 기준으로 삼으면 이에 근접한 결과를 보다 쉽게 얻을 수 있었다. 다중모드간의 위상오차를 효율적으로 줄이는 최적구조를 원리적으로 제대로 구현함으로써, 다중모드간섭을 이용한 소자들 전반에 걸쳐 더욱 향상된 특성을 갖는 소자제작이 가능할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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