• 제목/요약/키워드: photonic crystal

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Proposal and Characterization of Ring Resonator with Sharp U-Turns Using an SOI-Based Photonic Crystal Waveguide

  • Omura, Yasuhisa;Iida, Yukio;Urakawa, Fumio;Ogawa, Yoshifumi
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제7권2호
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    • pp.102-109
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    • 2007
  • We propose and experimentally demonstrate a ring resonator with sharp U-turns fabricated on a silicon-on-insulator (SOI) substrate; the resonator was designed as a key part of an optical, dynamic data storage device. We discuss the optical properties of the fabricated ring resonator from the viewpoint of equi-frequency-contour behavior in a dispersion space. We successfully characterize its optical characteristics on the basis of photonic crystal physics. It is suggested that the photonic ring resonator will be applicable to optical, dynamic memory devices for optical communication systems.

2차원 광결정 슬랩 구조에서 광모드 특성 (Optical Mode Properties of the 2-D Photonic Crystal Slab)

  • 류한열;황정기;이용희
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.260-261
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    • 2000
  • 광결정(photonic crystal)은 빛의 파장 크기 정도의 격자 상수를 지닌 1차원, 2차원, 또는 3차원의 주기적인 구조이다. 광결정에는 광밴드갭(photonic bandgap)이라는 빛의 자발 방출이 억제된 진동수의 영역이 존재하는데, 이 영역을 이용하여 빛의 자발 방출을 조절하고 빛의 흐름을 제어할 수 있다. $^{[1]}$ 지난 10여년간 2차원, 3차원의 광결정 구조에 대한 연구가 많이 이루어져 왔는데, 최근에는 슬랩 도파관(slab waveguide)에 2차원 광결정을 만든 구조에 대한 연구가 활발하게 진행중이다. 이 구조는 평면 방향으로는 광밴드갭 효과로 광모드를 가둘 수 있고 수직 방향으로는 전반사를 이용하여 모드를 가둘 수 있어서 3차원적인 모드 confinement 효과를 얻을 수 있다. [그림 1]의 (a)에 air-bridge 형태의 2차원 광결정 슬랩(photonic crystal slab) 구조를 도식적으로 나타내었고, (b)에는 본 연구실에서 제작한 구조 표면의 scanning electron micrograph을 나타내었다. 현재 몇몇 연구 그룹에서 이와 같은 광결정 슬랩 구조를 이용한 반도체 레이저를 실현하는데 성공하였다.$^{[2,3]}$ (중략)

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Fabrication and Optical Characterization of Colloidal 3-D Photonic Crystals

  • N. Y. Ha;Y. Woo;Park, Byungchoo;J. W. Wu
    • 한국진공학회지
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    • 제12권S1호
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    • pp.15-16
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    • 2003
  • 3-D photonic band-gap structures are fabricated from dielectric colloidal polystyrene beads through a centrifuge method. The fabricated photonic crystals exhibit opalescent colors under white light and show a clear diffraction peak dependent on the incident angle of the light beam. Also the scanning electron microscope image was taken to verify the face-centered cubic crystal structure. Bragg's law and Snell's law are employed to describe the position of angle resolved diffraction peaks. It was shown that the optically deduced effective refractive index and lattice constants were in good agreement with the crystal structure identified by scanning electron microscope.

테라헤르츠용 공기유도 광결정 도파로 (Air-guiding photonic crystal waveguides for terahertz radiation)

  • 조민수;박홍규;한연호;한해욱
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.69-70
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    • 2006
  • Air-guided single-mode propagation of THz radiation in a photonic crystal waveguide (PCW) has been experimentally demonstrated for the first time. The PCW has been fabricated by introducing an air defect at the center of an air/Si 1D photonic crystal. By using a THz time-domain spectroscopic technique, we have experimentally shown that the guiding mechanism of the air-guiding PCW is the photonic bandgap effect.

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2차원 광결정 군속도의 특징 (Properties of Zero Group Velocity in 2-dimensional Photonic Crystal)

  • 김경래;이명래;신원진;김창교;홍진수
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.137-142
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    • 2010
  • A plane wave expansion method (PWEM) was applied for photonic band structure calculation. We examined zero group velocity modes in photonic crystal. The zero group velocity modes were obtained at the second band along F-K direction. We expanded higher order Brillouin zone (BZ) to find the locations of zero group velocity modes and to investicate their properties. We found twelve locations, inside the first Brillouin zone, where the group velocities became zero. Also, we calculated band structure and group velocity in off-plane configuration.

Wideband Slow Light in a Line-defect Annular Photonic-crystal Waveguide

  • Kuang, Feng;Li, Feng;Yang, Zhihong;Wu, Hong
    • Current Optics and Photonics
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    • 제3권5호
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    • pp.438-444
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    • 2019
  • In this theoretical study, a line-defect photonic-crystal waveguide hosted in an annular photonic crystal was demonstrated to provide high-performance slow light with a wide band, low group-velocity dispersion, and a large normalized delay-bandwidth product. Combined with structural-parameter optimization and selective optofluid injection, the normalized delay-bandwidth product could be enhanced to a large value of 0.502 with a wide bandwidth of 58.4 nm in the optical-communication window, for a silicon-on-insulator structure. In addition, the group-velocity dispersion is on the order of $10^5$ ($ps^2/km$) in the slow-light region, which could be neglected while keeping the signal transmission unchanged.

저손실 융착접속을 이용한 광자결정 광섬유 간섭계 (Fiber Interferometers Based on Low Loss Fusion Splicing of Photonic Crystal Fibers)

  • 안진수;김길환;이관일;이경식;이상배
    • 한국광학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.200-205
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    • 2010
  • 본 논문에서는 포토닉 밴드갭 광섬유(Photonic Bandgap Fiber: PBGF) 사이에 중공광섬유(Hollow Optical Fiber: HOF)를 융착 접속시켜 만든 광섬유 간섭계와 넓은 모드 면적을 가지는 광자결정 광섬유(Large Mode Area-Photonic Crystal Fiber: LMA-PCF)사이에 HOF를 융착접속시켜 만든 광섬유 간섭계의 온도 및 스트레인에 대한 광학적 특성을 분석하였다. PBGF 또는 LMA-PCF와 HOF의 융착접속시 광섬유내 공기구멍을 최대한 유지하도록 융착조건을 최적화하여 접속 손실을 줄였다. PBGF와 HOF로 구성된 광섬유 간섭계의 온도 및 스트레인에 대한 민감도는 각각 15.4 pm/$^{\circ}C$와 0.24 pm/${\mu}\varepsilon$으로 측정되었으며, LMA-PCF와 HOF로 구성된 광섬유 간섭계의 온도 및 스트레인에 대한 민감도는 각각 17.4 pm/$^{\circ}C$와 0.2 pm/${\mu}\varepsilon$으로 측정되었다.

유전자 알고리즘을 이용한 비선형 광자결정 내의 완전 광 필터 트랜지스터 구조의 최적화 (Optimization for the structure of all-optical filter transistor in nonlinear photonic crystals using Genetic Algorithm)

  • 이혁재
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.129-134
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    • 2008
  • 본 논문에서는 적자생존 원리에 기반한 유전자 알고리즘을 이용하여 일차원 비선형 광자 결정 구조에 대해 분석하고, 광 트랜지스터로의 적용 가능성을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 증명한다. 이와 같은 형태의 최적 설계는 해석식이 필요한 steepest decent 최적 알고리즘과 달리 유전자 알고리즘은 탁월한 성능을 낼 수 있으며, 광 트랜지스터 뿐만 아니라 다른 광자 결정 광소자의 설계에 유용하게 적용될 수 있다. 또한, global minimum 최적해 부근에서 여러 가지의 해가 얻어지기 때문에 광 트랜지스터가 어떤 모양을 가져야 되는지 분석하는데 많은 도움을 주는 장점을 갖는다. 완전 광 필터 트랜지스터를 설계하기 위해 신경회로망 모델을 이용하여 초기 설계를 수행한 후, 유전자 알고리즘에 의해 최종적인 최적화 설계가 수행된다. 시뮬레이션으로부터 얻어진 일차원 광자 결정 트랜지스터의 스위칭 On/Off 비는 약 27dB 였다.

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Fabrication and Optical Properties of 2D Photonic Crystal Assisted Thin Film Phosphors

  • Oh, Jeong-Rok;Ko, Ki-Young;Do, Young-Rag
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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    • pp.594-597
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    • 2008
  • This presentation introduces a simple strategy for producing 2D photonic crystal layers (PCL) with different structures. In an attempt to improve extraction efficiency from the thin film phosphors (TFPs), this study have examined the effects of the structural variables of the 2D PCLs on the light extraction efficiency of TFPs.

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FDTD Simulation of Photonic-Crystal Lasers and Their Relaxation Oscillation

  • Song, G. Hugh;Kim, Soan;Hwang, Kyung-Hwan
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제6권3호
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    • pp.87-95
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    • 2002
  • We have developed an finite-difference time-domain program that can analyze photonic devices with gain and/or dispersion. As an example, a two-dimensional photonic-crystal laser is simulated. The simulation can show the relaxation oscillation behavior at extremely high current injection.