Over the past few years, due to the great development of optical communications, an increasing R&D activity has been focused on the design and manufacture of the integrated optic amplifiers, with particular reference to their application in wavelength-division-multiplexing (WDM) systems. In this technological context, rare-earth-doped oxide glasses, which had been widely used for solid state lasers, gained much attention as highly performing materials in the third telecom window, around 1.5 micron. The aim of the present paper is to provide a brief overview of the progress made, with particular reference to the authors' work in this area, and to shortly discuss its perspectives.
평면 광도파로 코어로 사용되는 SiON (Silicon oxynitride)과 클래딩으로 사용되는 $SiO_2$ (Silicon oxide)의 굴절률 차이가 2.5 %인 고굴절률차 평면 광도파로용 SiON 박막을 PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition)로 제작하였다. PECVD에 사용된 가스는 $SiH_4,\;NH_3,\;N_{2}O$이고, Si 기판의 $SiO_2$ 막은 100 nm이다. 가스의 비율에 따라 SiON 막의 굴절률은 633 nm의 파장에서 1.476에서 1.777까지 변화하였다. 코어로 사용되는 SiON의 두께는 $2.5{\mu}m$이고 클래딩과의 굴절률 차이는 2.5 %였다.
Thin film acoustooptic beam deflector in proton-exchanged Y-cut LiNbO$_{3}$ was fabricated and measured. The planar waveguide was fabricated by using the proton-exchanged and annealing method in Y0cut LiNbO$_{3}$. Interdigital transducer for SAW(surface acoustic wave) was made by the laser lithography. Using above method, the thin film acoustooptic beam deflector was constructed. Its SAW wavelength was 20.mu.m at 174MHz center frequency. The interaction length between guided optical wave and SAW was 2.16mm. The measured 3dB bandwidth was 17MHz using He-Ne laser. And 70% diffraction efficiency was obtained at 970mW RF driving power.
We present a cost-effective dual polarization quadrature phase-shift coherent receiver module using a silica planar lightwave circuit (PLC) hybrid assembly. Two polarization beam splitters and two $90^{\circ}$ optical hybrids are monolithically integrated in one silica PLC chip with an index contrast of $2%-{\Delta}$. Two four-channel spot-size converter integrated waveguide-photodetector (PD) arrays are bonded on PD carriers for transverse-electric/transverse-magnetic polarization, and butt-coupled to a polished facet of the PLC using a simple chip-to-chip bonding method. Instead of a ceramic sub-mount, a low-cost printed circuit board is applied in the module. A stepped CuW block is used to dissipate the heat generated from trans-impedance amplifiers and to vertically align RF transmission lines. The fabricated coherent receiver shows a 3-dB bandwidth of 26 GHz and a common mode rejection ratio of 16 dB at 22 GHz for a local oscillator optical input. A bit error rate of $8.3{\times}10^{-11}$ is achieved at a 112-Gbps back-to-back transmission with off-line digital signal processing.
$2\times32$ 커플러는 마하젠더 간섭기와 Y분기 커플러로 구성하여 제작하였다. 커플러의 설계를 위해 유효굴절율법을 이용하여 3차원의 도파로 구조를 2차원 구조로 대체하였고 2차원 유한차분 빔전파법을 이용하여 도파로 구조에 대한 최적의 설계요소를 찾아내었다. 전산모사에 의하여 두 도파로 간의 높이가 $43.6\mu\textrm{m}$(경로차 $0.668\mu\textrm{m}$)로 제작한 $2\times32$ 커플러가 가장 우수한 특성을 나타냈다. 코아층의 식각 특성에 있어서 산화실리콘과 마스크인 알루미늄의 식각비는 30:1이었고 코아의 식각률은 2600${\AA}$/min이었다. 식각 균일도는 $\pm$5% 내외로 균일하였다. $2\times32$ 커프럴의 삽입 손실은 최대 손실이 19.2dB 이하였고 균일성은 2dB이였다.
In this paper, a photonic-based microwave system technology is described, and a traveling-wave electro-optic modulator is designed and manufactured as a key component. The fabricated modulator is composed of a metal diffusion waveguide for optical transmission and a planar waveguide electrode on lithium niobate substrate for microwave transmission. The electro-optic response bandwidth of I and Q channels in a fabricated dual parallel Mach-Zehnder modulator were measured for 27.67 and 28.11 GHz, respectively. Photonic four times up-converted X-band frequency and linear frequency modulated signal were confirmed using the fabricated electro-optic modulator by S-band input signal. The confirmed broadband signal can be applied to a microwave system for surveillance and high-resolution ISAR imaging.
광대역 파장 가변 레이저를 구현하기 위하여, 폴리머 결합 링 반사기를 반사형 반도체 광증폭기와 하이브리드 집적하여 광대역 파장 가변 레이저를 구현하였다. 도파로 폭과 높이의 제작 오차로 인하여 방향성 결합기의 결합 비 조합이 설계 값에서 다소 벗어나더라도 단일 피크 조건이 유지되도록 설계함으로써, 제작 수율을 높이도록 하였다. 구현한 파장 가변 레이저는 파장 가변 범위가 35 nm, 부모드 억제 비가 30 dB 이상 보임을 확인하였다.
완전도체면 아래의 유전체와 측면 연마된 광섬유의 소산장 결합 및 전파특성에 대한 해석 연구 결과를 나타내었다. 두 구조에서의 전파특성과 소산장 결합 관계를 해석하기 위해 결합모드 방정식과 혼합 모드(compound-mode) 방정식을 이용하여 코아와 유전체의 굴절률 및 구조의 각 변수에 대한 특성을 나타내었다. 그리고 측면 연마된 광섬유와 완전도체면 아래의 유전체가 결합할 때 일어나는 광섬유에서의 감쇠현상을 비교하기 위하여 감쇠상수를 구하여 함께 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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