In this paper, the effective permittivity in the piezoelectric material is numerically obtained and greens function is derived from that. It is shown that the admittance and the transfer function of an interdigital transducer is represented by electrostatic charge distribution using Quasi-static approximation. To prove the validity of the quasi-static approximation, numerical results for the uniform IDT of a filter mounted on 128 $^{\circ}$ rotated Y-cut X-propagating Lithium Niobate are compared with the measured ones.
Jeong, Woon-Jo;Kim, Seong-Ku;Park, Gye-Choon;Lee, Jin
한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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한국전기전자재료학회 2002년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체재료 기술교육
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pp.111-118
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2002
A new lithium niobate optical modulator with a polymer buffer layer on Ni in-diffused optical waveguide is proposed for the fist time, successfully fabricated and examined at a wavelength of 1.3 mm. By determining the diffusion parameters of Ni in-diffused waveguide to achieve more desirable mode size which is well matched to the mode in the fiber, the detailed results on the achievement of high optical throughput are reported. In addition, the usefulness of polymer buffer layer which can be applicable to a buffer layer in Ni in-diffused waveguide devices is demonstrated. Several sets of channel waveguides fabricated on Z-cut lithium niobate by Ni in-diffusion were obtained and on which coplanar traveling-wave type electrodes with a polymer-employed buffer layer were developed by a conventional fabrication method for characterizing of electro-optical performances of the proposed device. The experimental results show that the measured half-wave voltage is of ~10 V and the total measured fiber-to-fiber insertion loss is of ~6.4 dB for a 40 mm long at a wavelength of =1.3 mm, respectively. From the experimental results, it is confirmed that the polymer-employed buffer layer in LiNbO3 optical modulator can be a substitute material instead of silicon oxide layer which is usually processed at a high temperature of over $300^{\circ}C$. Moreover, the fabrication tolerances by using polymer materials in LiNbO3 optical modulators are much less strict in comparison to the case of dielectric buffer layer.
본 연구에서는 Ti 확산 lithium niobate 광도파로의 고굴절율 제작하기 위한 확산모델을 제시하고, 기존 확산방법과 비교하였다. 그리고 광파장 λ=1.55㎛에서 단일모드 광섬유와 광도파로를 피그테일링하여 두께에 따른 전체삽입손실을 논의하였다. 본 연구에서는 제안한 확산방법은 기존 확산방법보다도 광도파로의 고굴절율을 도모하는 것으로 분석되었으며, 제안된 확산방법으로 Ti 두께 1000Å∼1400Å범위에서 제작한 마크젠다 간섭기형 광도파로를 제작한 결과, TE 및 TM 전체삽입손실을 z-cut 인 경우0.5㏈/㎝ 수준이었고 x-cut인 경우 1±0.5㏈/㎝를 나타내었다. 이러한 결과로부터 이 확산모델은 저전력형 광변조기나 스위치 등의 제작에 활용할 수 있을 것이다.
본 연구에서는 모드 잠금된 ps-펄스 광섬유 레이저와 연속 발진하는 좁은 선폭의 반도체 레이저를 이용하여 주기적 분극반전된 LiNbO3(periodically poled lithium niobate; PPLN) 결정에서 합주파수 생성 연구를 수행하였다. 모드 잠금된 펄스 레이저는 중심 파장이 1560.7 nm이고 스펙트럼의 폭은 약 1.1 nm이며, 연속 발진 반도체 레이저는 중심 파장이 1551 nm이고 스펙트럼의 폭은 약 6 MHz로 동작한다. 합주파수 생성을 효과적으로 수행하기 위해서 하나의 단일 모드 광섬유를 이용하여 PPLN 결정 내부에서 두 펌프 광원을 공간적으로 완전히 중첩하였다. 모드 잠금된 펄스 레이저와 좁은 선폭의 연속발진 반도체 레이저에 의해서 모드 잠금된 펄스 형태의 778 nm인 합주파수 생성을 스펙트럼과 시간적인 변화로 확인하였다. 본 연구 결과는 주파수 제어가 가능한 광주파수 빗(optical frequency comb)을 이용한 광주파수 측정 및 고분해 레이저 분광 연구 등 다양하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
광섬유 Fabry-Perot 간섭계를 센서로 하는 TDM 다중화 광섬유 압력/온도 센서시스템을 개발하고, 이 시스템을 이용하여 수위와 온도 측정실험을 행하였다. 측정시스템의 측정속도는 측정데이타를 저장하지 않는 경우 최대 초당 4500회이며, 센서의 응답속도는 ~1 ms로 추정된다. 압력센서와 온도센서의 특성은 이론적 추정치와 비교하여 각각 +13.7%,-18%의 차이를 보였으며, 반복실험을 통하여 선형화한 후의 선형화 오차는 1%이내, 온도의 변화가 0.1$^{\circ}C$이내 일 때 수위측정의 오차는 $\pm$0.3cm이며, 수위측정에 대한 시스템 잡음은 측정하지 않았다. 온도센서의 시스템 잡음은 0.1$^{\circ}C$이내였으며, 이 시스템을 이용하여 수위 및 온도 변화량에 대한 고속 측정실험을 수행할 결과 예상된 결과를 얻을 수 있었다.
The energetics of defects in the presence of domain walls in $LiNbO_3$ are characterized using density-functional theory calculations. Domain walls show stronger interactions with antisite defects than with interstitial defects or vacancies. As a result, antisite defects act as a strong pinning center for the domain wall in $LiNbO_3$. Analysis of migration behavior of the antisite defects across the domain wall shows that the migration barrier of the antisite defects is significantly high, such that the migration of antisite defects across the domain wall is energetically not preferable. However, further study on excess electrons shows that the migration barrier of antisite defects can be lowered by changing the charge states of the antisite defects. So, excess electrons can enhance the migration of antisite defects and thus facilitate domain wall movement by weakening the pinning effect.
$\mu\textrm{m}$-PD법에 의해 융액 조성을 변화시키면서 KLN결정을 육성하였다. 육성된 결정은 DTA 측정 및 X.선 회절법에 의해 조성을 변화를 측정하였다. 이 결과로부터 $\mu\textrm{m}$-PD KLN 단결정은 육성축 방향에 따라 균일한 조성을 갖음을 알 수 있었으며, 이는 고액계면에서의 대류제의 효과에 기인된다고 사료된다.
A traveling-wave CPW(coplanar waveguide) electrode with abruptly broken input/output-taper for LiNbO$_3$optical modulator was designed and fabricated. The electrical characteristics of traveling-wave electrode on z-cut LiNbO$_3$crystal with SiO$_2$buffer layers were measured by network analyzer. To confirm the possibility of the electro-optic modulator electrode, detailed calculations of the impedance, microwave effective index and attenuation constants are presented as a function of the microwave electrode thickness, but the buffer layer thickness is fixed as 1${\mu}{\textrm}{m}$. These characteristics are discussed from the viewpoint of the device optimization and are expected to be design guides for the LiNbO$_3$modulator’s electrodes.
We have demonstrated a $Ti:LiNbO_3$ electro-optic electric-field sensor utilizing a $1{\times}2$ Y-fed balanced-bridge Mach-Zehnder interferometric (YBB-MZI) modulator, which uses a 3-dB directional coupler at the output and has two complementary output waveguides. A dc switching voltage of ~25 V and an extinction ratio of ~12.5 dB are observed at a wavelength of $1.3{\mu}m$. For a 20 dBm rf input power, the minimum detectable electric fields are ~8.21, 7.24, and ~13.3 V/m, corresponding to dynamic ranges of ~10, ~12, and ~7 dB at frequencies of 10, 30, and 50 MHz respectively. The sensors exhibit almost linear response for an applied electric-field intensity from 0.29 V/m to 29.8 V/m.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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