Bit-Rate Analysis of Various Symmetric ESQWs SEED under Optimized Input Power

최적 입사 광 전력 하에서의 대칭 ESQWs SEED의 비트 전송률 특성 분석

We investigate the effects of high input power on the performance of optical bistable symmetric self-electooptic effect devices (S-SEEDs) using extremely shallow quantum wells (ESQWs). In this study, we consider the four ESQWs SEEDs; anti-reflection (AR)-coated ESQWs S-SEED, back-to-back AR coated ESQWs S-SEED, asymmetric F뮤교-Perot (AFP) ESQWs S-SEED, and back-to-back AFP-ESQWs S-SEED. As the input power increases, device performances such as on/off contrast ratio, on/off reflectivity difference are seriously degraded because of ohmic heating and exciton saturation. On the other hand, switching speed of the device increases up to certain value and then begins to decrease. With reasonable optimization of the input power for the best switching speed operation of the devices in a cascading optical interconnection system, we simulate and analyze the system bit-rate of the various ESQWs S-SEEDs, for a mesa of $5{\times}5{\mu}m^2$ size, changing the namber of quantum wells for the external bias of 0 V and -5V.

본 논문에서는 얕은 양자 우물(extremely shaliow quantum wells, ESQWs)을 사용한 광 쌍안정 대칭형 자기 전광 소자(symmetric self elctrooptic effect device, S-SEED)의 성능에 있어서 높은 입사 광전력의 영향을 조사한다 . 다음과 같은 네 가지 ESQWs S-SEED 구조를 고려하였다. 무 반사 입힘(AR-coated) ESQWs S-SEED, back-to-back ARcoated ESQWs S-SEED, 비대칭 공명구조(AFP) ESQWs S-SEED, back-toback AFP ESQWs S-SEED. 입사 광 전력이 증가함에 따라 On/Off 대조비, On/Off 반사율 차이와 같은 소자성능은 ohmic heating 과 여기자 포화(exciton saturation)의 영향으로 심각하지 않게 저하된다. 한편 소자의 스위칭 속도는 지속적으로 증가하다가 특정 입사 광 전력 하에서 점차 감소하기 시작한다. 직렬 광 연결 시스템(cascading optical interconnection system)에 있어서 소자의 최대 속도 스위칭 동작을 위한 최대 입사 광 전력의 최적화를 바탕으로 0 V와 5 V의 외부 전압 조건에서 양자우물의 수를 변화시키면서 $5{\times}5{\mu}m^2$의 mesa 영역에 대하여 네 가지 ESQWs S-SEED의 시스템 비트 레이트를 모의 실험하고 그 결과를 분석하였다.