다전극 DFB-LD는 외부에서 주입되는 광의 파워에 따라서 발진하는 광출력이 쌍안정성을 보임에 따라, 이를 파장 변환에 활용하거나, 광논리 소자로 활용할 수 있는 가능성이 있다. 본 논문에서는 연산자 분리 시영역 모델을 이용하여 다전극 DFB-LD에서의 광 쌍안정 특성에 대하여 연구하였다. 다전극 DFB-LD에 불균등하게 전류를 인가하여 쌍안정 현상이 발생함을 확인하고, 흡수 영역으로 입력광을 입사하였을 때 발생하는 출력광 파워의 쌍안정 현상도 확인하였다. 그리고 수 ns의 스위칭 시간과 수 pj의 스위칭 에너지를 가진 set 또는 reset 광 펄스의 인가에 의하여 flip-flop 특성을 보임에 따라 광 메모리 소자로서의 동작도 확인하였다. 또한 캐리어 생존시간과 이득 곡선 기울기 등의 조절로서 LD 광 출력의 반응 시간을 줄일 수 있는 가능성을 확인하였다.
InGaAsP/InP ridge waveguide(RWG) distributed feedback(DFB) lasers (LD) operating at 1.55.mu.m were fabricated by a two step MOCVD process. The CW laser threshold and the slope efficiency from these lasers are 22.5mA and 0.127mW/MA perfacet at room temperature. Single longitudinal mode operation with side mode suppression of more than 30dB is obtained at 5mW. The temperature sensitivity and characteristic temperature (T$_{0}$) from DFB lasers were obtained 1.0.angs./.deg. C and 50.3K between 20.deg. C and 70.deg. C, respectively.y.
There is a considerable interest in tunable DFB-LD for their use in OFDM and coherent optical communications. In this paper, A modeling of ${\lambda}/4$-shifted tunable wavelength three electrode DFB-LD was performed considering the spatial hole burning within a laser diode cavity. The modeling will show design paramenters' requirement for high-speed and broad bandwidth lasers. The simulations of modeling prove that the continuous tuning range is about 3nm and the SMSR is about several dB. We showed that the optical power and carrier density distribution along z for several dc current with SHB. It was shown that prove that optical power and carrier density along cavity are changed and thismeans that modeling is correct.
2단계 메사 식각 공정과 유기 금속 화학 증착방법으로 높은 비저항을 갖는 Fe-도핑된 반절연 InP층의 전류 차단층을 갖는 10 Gb/s 광통신용 초고속 1.55.mu.m 궤환형 반도체 레이저 다이오드를 제작하였다. 제작된 DFB-LD의 특성은 발진 임계전류~15 mA, slope efficiency ~0.13 mW/mA, 동 저항 ~6.0.OMEGA.이었고, 발진 파장은 1.546 .mu.m이며, 6 Ith까지의 전류에도 인접 모우드 억압비, SMSR>40dB 이상 (CW상태)으로써 안정된 단일 모우드 동작을 보였다. DFB-LD의 소신호 주파수 특성으로 27 mA의 작은 구동전류에서 이미 -3dB 대역폭이 10 GHz에 도달하였음을 보여주었고, 또한 최대 -3dB 대역폭으로 구동전류 90 mA에서 ~18 GHz까지 얻는 우수한 소신호 주파수 특성을 보여주었다. 10 Gb/s DFB-LD 모듈 전송시험에 있어서, 1.55.mu.m 파장의 레이저 다이오드 모듈로 일반 단일모우드 광섬유와 분산천이 광섬유에 대해서 전송시험한 결과 에러평탄면(error floor)없이 각각 10 km, 80 km를 전송할 수 있었다.
주입전류가 문턱전류 이상일 때 선폭증가계수, 구속계수, 내부손실과 레이저의 길이가 λ/4 위상천이 DFB레이저의 단일모드 이득차와 발진주파수의 변화에 미치는 영향에 대하여 체계적으로 연구하였다. 구속계수나 선폭증가계수와 구속계수의 곱으로 주어지는 변수보다 선폭증가계수가 단일모드 이득차 및 발진주파수에 미치는 영향이 크다. 내부손실이나 레이저 길이 각각의 값보다 내부손실과 레이저 길이의 곱으로 정의되는 정규화된 내부손실이 DFB 레이저의 단일모드 이득차 및 발진주파수의 변화에 미치는 영향이 크다. 정규화된 내부손실이 같은 경우에는 내부손실계수보다 레이저의 길이가 동작특성에 미치는 영향이 큼을 알 수 있었다. 또한 양자우물 레이저가 builk 레이저에 비하여 선폭증가계수가 작기 때문에 구속계수와 정규화된 내부손실 값의 변화에 따른 단일모드 이득차의 감소와 발진주파수의 변화가 작음을 보았다.
DFB 반사기가 집적된 다중전극 레이저 다이오드에 Return-to-zero (RZ) pseudorandom bit sequence (PRBS) 데이터와 nonreturn-to-zero (NRZ) PRBS 데이터를 주입하여 이 신호로부터 광 클럭 신호를 추출하였다. 11.727 Gbit/s RZ PRBS 데이터와 NRZ PRBS 데이터로부터 재생된 광 클럭의 root-mean-square (rms) 타이밍 지터 (timing jitter)는 약 1 ps 정도로써 아주 우수한 결과를 얻어냈다. NRZ PRBS 데이터로부터 pseudo return-to-zero (PRZ) 데이터로 포맷변환을 구현하고, 클럭 성분을 갖고 있는 PRZ 신호를 이용하여 광 클럭을 추출하였다. 입력 PRZ데이터 신호의 rms 타이밍 지터는 2ps 이상일지라도 이로부터 추출해 낸 광 클럭의 rms 타이밍 지터는 1ps 정도의 좋은 특성을 얻어냈다.
전계 흡수 변조기가 집적된 이중 전극 분포 궤환형 레이저를 사용하여 광신호의 변조 응답 향상을 실현하였다. 이 중 전극 구조의 분포 궤환형 반도체 레이저는 자려 펄스 발진 현상으로 인해 수 기가 헤르쯔의 모드 간격을 가진 다중 광모드 발진 현상을 보인다. 이 현상을 이용하여 RF 신호에 대한 광원의 변조 특성을 6 GHz 변조 신호에 대하여 약 20 dB 향상 시켰으며, 이러한 변조 성능 향상에 대하여 7 GHz의 주파수 가변 영역을 얻었다.
단일 모드 반도체 레이저(DFB 레이저)를 5 GHz의 반복율로 이득 스위칭하여 얻은 광 펄스를 압축하여 변환 제한된 초단 광 펄스를 생성하였다. 이득 스위칭된 광 펄스의 최소 폭은 27 psec 이고 스펙트럼 폭은 1.1 nm로 펄스에 많은 선형 처핑과 비선형 처핑이 존재한다. 이를 대역폭이 펄스의 스펙트럼 폭보다 좁은 0.55 nm의 광 필터에 통과시켜 비선형 처핑을 제거하고 분산 보상 광섬유로 압축하여 7.1 psec의 광 펄스를 얻었다. 이때 펄스의 시간-대역폭 곱은 0.49로 변환 제한된 가우시안 펄스이다. 이러한 변환 제한된 광 펄스는 40 Gbit/s 광 시분할 다중화 방식 광통신용 광원으로 사용할 수 있다.
단일 소자로 외부의 제어회로를 통해 여러 파장으로 발진파장을 제어할 수 있는 파장가변 레이저 다이오드는 고정된 파장으로 발진하는 레이저 다이오드에 비해 여러 경제적 이점을 가지며 보다 유연한 광 네트워크의 구성이 가능하게 한다. 이러한 이유로 현재까지 다양한 구조의 파장가변 레이저 다이오드가 제안되고 개발되어 왔다. 본 논문에서는 새로운 구조의 광대역 파장가변 레이저 다이오드를 제안하였다. (중략)
Here, we report a novel fabrication technique for patchable organic lasing sheet based on non-volatile liquid organic semiconductors and freestanding polymeric film with high flexibility and patchability. For this work, we have fabricated the second-order DFB grating structure, which leads to surface emission, embedded in the freestanding polymeric film. Using an ultra-violet (UV) curable polyurethaneacrylate (PUA) mixture, the periodic DFB grating structure can be easily prepared on the freestanding polymeric film via a simple UV curing process. Due to unsaturated acrylate remained in the PUA mixture after UV curing, the freestanding PUA film provides adhesive properties, which enable mounting of the patchable organic lasing sheet onto non-flat surfaces with conformal contact. To achieve laser actions in the freestanding resonator structure, a composite material of liquid 9-(2-ethylhexyl)carbazole (EHCz) and organic laser dyes was used as the laser medium. Since the degraded active materials can be easily refreshed by a simple injection of the liquid composite, such a non-volatile liquid organic semiconducting medium has degradation-free and recyclable characteristics in addition to other strong advantages including tunable optoelectronic responses, solvent-free processing, and ultimate mechanical flexibility and uniformity. Lasing properties of the patchable organic lasing sheet were also investigated after mounting onto non-flat surfaces, showing a mechanical tunability of laser emission under variable surface curvature. It is anticipated that these results will be applied to the development of various patchable optoelectronic applications for light-emitting displays, sensors and data communications.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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