DOI QR코드

DOI QR Code

나노 양자우물구조를 이용한 광통신용 방향성 결합기의 설계

Design of optical directional couplers using Nano-Scale MQWs

  • 호광춘 (한성대학교 정보통신공학과)
  • 발행 : 2005.02.01

초록

나노 크기 양자우물구조로 구성된 광통신용 방향성결합기를 모드전송선천 이론을 이용하여 설계하였다. 그 타당성과 유용성을 보이기 위하여 나노 결합기의 그 전파특성과 결합특성을 서로 다른 유효질량으로 구성된 이중 양자우물구조에서 분석하였다. 그 수치해석 결과 전체 전자에너지가 83.9 meV일 때, 결합길이 295.3 nm에서 최대 결합효율을 나타내었다. 더욱이, 이중 양자우물구조 사이의 장벽(barrier) 두께가 증가함에 따라 협대역(narrowband) 필터로 동작하였다.

An optical directional coupler, which consists of quantum wells with nanothickness, is designed by using Modal Transmission Line Theory (MTLT). To demonstrate the validity and usefulness, the propagation characteristics and the coupling efficiencies are rigorously evaluated at nanoscale couplers, which consist of double quantum wells with different effective masses. The numerical result reveals that the coupling efficiency of nanoscale couplers is maximized at a coupling length 2052.3 nm, if the total electron energy is 83.9 meV. Furthermore, the coupler operates as a filter with narrower band as the barrier thickness increases.

키워드

참고문헌

  1. T. K. Gaylord and K. F. Brennan. 'Electron wave optics in semiconductors,' J. Appl. Phys., vol. 65, pp. 814-820, 1989 https://doi.org/10.1063/1.343071
  2. G. N. Henderson, T. K. Gaylord, and E. N. Glytsis, 'Ballistic electron transport in semiconductor heterostructures and its analogies in electromagnetic propagation in general dielectrics,' Proc. IEEE, vol. 79, pp. 1643-1659, 1991 https://doi.org/10.1109/5.118988
  3. J. A. del Alamo and C. C. Eugster, 'Quantum field effect directional coupler,' Appl. Phys. Lett., vol. 56, pp. 78-80, 1990 https://doi.org/10.1063/1.102657
  4. N. Dagli, G. Snider, J. Waldman, and E. Hu, 'An electron wave directional coupler and its analysis,' J. Appl. Phys., vol. 69, pp. 1047-1051, 1991 https://doi.org/10.1063/1.347370
  5. D. W. Wilson, E. N. Glytsis, and T. K. Gaylord, 'Supermode analysis of electron wave directional coupling using a multilayer waveguide approach,' J. Appl. Phys., vol. 73, pp. 3352-3366, 1993 https://doi.org/10.1063/1.352935
  6. Andrew M. Sarangan and Wei-Ping Huang, 'A coupled mode theory for electron wave directional couplers,' IEEE J. Quantum electron., vol. 30, pp. 2803-2810, 1994 https://doi.org/10.1109/3.362729
  7. K. C. Ho, G. Griffel and T. Tamir, 'Polarization splitting in lossy/gainy MQW directional couplers,' J. Lightwave Technol., vol. 15, pp. 1233-1240, 1997 https://doi.org/10.1109/50.596970
  8. 호광춘, 김준환, 김영권, '광통신용 광 결합기의 모드 전송선로 해석법,' 대한전자공학회지, 제35권, D편, 제7호, pp. 25-31, 1998