Microlasers grown on a chip without any distributed Brags reflectors to provide the feedback are potentially useful for integrated optics, particularly if the laser emission in the plane is unidirectional and this direction can be switched. Microfilters performing as add/drop devices and bandpass units are now considered the most needed optical element for the DWDM field. The talk will concentrate on our research effort in GaN microlasers with non-circular shapes and in dielectric microfilters with oval and square shapes. (omitted)
본 논문에서는 이중 금속선으로 이루어진 다양한 곡선형 도파로를 고려하고 이 구조들에서 전파하는 모드의 특성을 수치해석적으로 분석하였다. 이중 금속선들 간의 간격과 내부 유전체의 굴절률 변화에 따라 곡선형 도파로의 최적 반경과 최소손실의 경향을 조사하였으며, 그 결과 이중 금속선 구조가 단일 금속선 구조보다 전파특성이 좋은 최적 구조가 존재함을 확인하였다.
양의 열광학 계수를 갖는 실리카를 하부클래드 및 코아에 그리고 음의 열광학 계수를 갖는 폴리머를 상부클래드에 적용한 AWG(Arrayed Waveguide Grating) 파장분할 다중화 소자에 대하여 이차원 스칼라 유한차분법(Scalar Finite Difference Method; SFDM)으로 온도의존 특성을 분석한 결과, 클래드의 굴절률을 변화시키거나 실리카 코어 상부에 실리카 박막이 존재하는 구조에서 박막의 두께를 변화시켜 온도의존 특성을 조절할 수 있음을 확인하였다. 이러한 해석결과에 근거하여 폴리머 상부클래드가 적용된 AWG 소자를 제작하였으며 기존의 실리카 AWG 소자와 특성을 비교분석하였다. 폴리머 상부클래드의 도입에 의해 삽입손실 및 크로스톡은 큰 변화가 없었으나 중심파장의 온도의존성은 0.0130 nm/$^{\circ}C$에서 0.0028 nm/$^{\circ}C$ 수준으로 감소하였다.
다중모드간섭 기반의 $1.31/1.55{\mu}m$ 파장분리기의 크기 및 성능개선을 위해 'Improved Quasi-State' 불완전 단일상 개념을 설계에 도입하였다. 코어와 클래딩의 굴절률 차이가 작은 경우의 모드간 위상오차를 역이용 하도록 설계하여 'Quasi-State'의 출력 파워와 소멸비를 월등히 개선하였다. 다중모드간섭기의 폭이 $14.4{\mu}m$, 입력도파로의 수평 이동이 $5.3{\mu}m$가 되도록 설계한 구조를 유효굴절률법과 MPA를 사용하여 분석한 결과 최대 소멸비는 양 파장대역 모두 -25dB 이하로 나타났다. 설계된 파장분리기는 일반적인 다중 모드간섭기의 길이의 1/5정도에 불과한 $2620{\mu}m$의 간섭길이를 가진다. 소프트 리소그래피 공정을 통해 설계된 파장분리기를 제작하였으며, $1.31{\mu}m$와 $1.5{\mu}m$의 성공적인 파장분리를 확인하였다.
Near-infrared (NIR) sensing technology using CMOS image sensors is used in many applications, including automobiles, biological inspection, surveillance, and mobile devices. An intuitive way to improve NIR sensitivity is to thicken the light absorption layer (silicon). However, thickened silicon lacks NIR sensitivity and has other disadvantages, such as diminished optical performance (e.g. crosstalk) and difficulty in processing. In this paper, a pixel structure for NIR sensing using a stacked CMOS image sensor is introduced. There are two photodetection layers, a conventional layer and a bottom photodiode, in the stacked CMOS image sensor. The bottom photodiode is used as the NIR absorption layer. Therefore, the suggested pixel structure does not change the thickness of the conventional photodiode. To verify the suggested pixel structure, sensitivity was simulated using an optical simulator. As a result, the sensitivity was improved by a maximum of 130% and 160% at wavelengths of 850 nm and 940 nm, respectively, with a pixel size of 1.2 ㎛. Therefore, the proposed pixel structure is useful for NIR sensing without thickening the silicon.
Lee, Moon Hyeok;Jo, Jae Young;Kim, Dong Wook;Kim, Yudeuk;Kim, Kyong Hon
Journal of the Optical Society of Korea
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제20권2호
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pp.291-299
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2016
We have investigated the ultimate limits of nonuniform grating couplers (NGCs) for optimized fiber coupling to silicon waveguides, compared to uniform grating couplers (UGCs). Simple grating coupler schemes, which can be fabricated in etching steps of the conventional complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) process on silicon-on-insulator (SOI) wafers without forming any additional overlay structure, have been simulated numerically and demonstrated experimentally. Optimum values of the grating period, fill factor, and groove number for ultimate coupling efficiency of the NGCs are determined from finite-difference time-domain (FDTD) simulation, and confirmed with experimentally demonstrated devices by comparison to those for the UGCs. Our simulated results indicate that maximum coupling efficiency of NGCs is possible when the minimum pattern size is below 50 nm, but the experimental value for the maximum coupling efficiency is limited by the attainable fabrication tolerance in a practical device process.
LCPV modules under 5 suns consist of reflective optics and receiver modules, similar to a typical fixed concentration PV module. If they are to be used as a compound parabolic concentrator, which is filled with a dielectric material, a compact plate structure of the fixed CPV can be designed and built at a large acceptance angle. These types of flat-$plate{\mu}$-LCPV modules are suitable for building integrated photovoltaic modules, facade applications, mobile devices, and small home appliances. Therefore, in this study, the possibilities for other application devices were studied and presented by designing and fabricating LCPCs for CPV modules.
[ $Ti:LiNbO_3$ ] 채널 광도파로와 전기광학효과를 이용하여 설계된 집적광학 파장가변 편광모드 조절기를 설계 및 제작하고, 동작특성을 측정하였다. 소자는 $TE↔TM$ 모드변환기와 TE./TM 위상변환기로 구성되었으며, Jones 매트릭스를 이용하여 각각의 전달 매트릭스를 유도하였다. 위상변환기에 의한 파장 변환율을 전산 모사하였으며, 제작된 소자의 동작 특성들을 확인하였다. 폴래리미터와 Poincare 구 좌표계를 이용하여 편광 조절기의 동작 상태를 체계적으로 측정하였다.
표면광 마이크로 레잊, heterojunction phototransistor 그리고 저항을 단일 결정으로 성장시켜 집적시킨 NOR와 INVERTER 능동형 광 논리 소자에 대한 동작 특성을 조사하였다. 능동형 광 놀리 소자를 구성하는 개개 소자 중에서, 780 nm에서 발진하는 특정한 AlGaAs 초격자 마이크로 레이저의 미분 양자 효율은 15%로 나타났고, heterojunction phototransistor의 전류 이득은 에미터-컬렉터 전압이 4V이고, 입력 광의 세기가 $50{\mu}W$일 때 57으로 측정되었다. 직렬 저항이 370 ohm인 광 논리 소자의 출력은 입력광세기사 $47{\mu}W$일 때 $57{\mu}W$에서 $0{\mu}W$으로 감소하였다.
본 논문에서는 결합 링 공진기 구조 기반의 가변 광신호 지연기를 고 굴절률 차이를 갖는 폴리머 물질을 이용하여 설계 및 제작하였다. 링들의 FSR은 100 GHz 로 설계하였고, 8 개의 링들이 결합된 구조를 사용하였다. 버스 도파로에 가까운 두 개의 링들이 공진하는 경우 약 100 ps, 4 개의 링들이 공진하는 경우 180 ps 정도의 지연시간이 측정되었으며, 이는 이론적인 결과에 가까움을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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