• 전자공학회논문지D
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• 제36D권11호
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• pp.18-26
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• 1999

최근, 유사 빔 전파방법이나 비 직교성 결합모드이론과 같은 다양한 근시적 해석법들이 중첩모드에 기초한 테이퍼 방향성 결합기의 그 광학적 특성을 분석하기 위하여 제안되어 왔다. 비록, 이들 접근 방식들이 특별한 구조에서 충분히 정확한 결과들을 제공하지만 테이퍼 전송 구조와 같은 민감한 광 소자 해석에는 불충분하다. 이를 위하여, 우리는 그 방향성 결합기의 전력전송을 정확하게 해석하기 위하여 새롭게 발전된 모드 전송선로, 해석법을 소개하고 이용하고자 한다. 이를 이용한 수치 해석 결과 대칭인 두 테이퍼 채널의 간격이 증가함에 따라 우/기 모드의 전파상수는 하나의 값으로 수렴하였다. 더욱이, 테이퍼 각도가 ${\theta}=0.1^{\circ}$일 때 하나의 전송 채널을 통하여 입사된 모드의 97%가 다른 전송 채널로 전송되었고, 그 기운 각도가 증가함에 따라 전력 전송은 현저하게 감소하였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제1권1호
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• pp.65-72
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• 2017

We propose a nearly lossless, compact, electrically modulated vertical directional coupler, which is based on the controllable evanescent coupling in a previously proposed graphene-assisted total internal reflection (GA-FTIR) scheme. In the proposed device, two single-mode waveguides are separate by graphene-$SiO_2$-graphene layers. By changing the chemical potential of the graphene layers with a gate voltage, the coupling strength between the waveguides, and hence the coupling length of the directional coupler, is controlled. Therefore, for a properly chosen, fixed device length, when an input wave is launched into one of the waveguides, the ratio of their output powers can be controlled electrically. The operation of the proposed device is analyzed, with the dispersion relations calculated using a model of a one-dimensional slab waveguide. The supermodes in the coupled waveguide are calculated using the finite-element method to estimate the coupling length, realistic devices are designed, and their performance was confirmed using the finite-difference time-domain method. The designed $3{\mu}m$ by $1{\mu}m$ device achieves an insertion loss of less than 0.11 dB, and a 24-dB extinction ratio between bar and cross states. The proposed low-loss device could enable integrated modulation of a strong optical signal, without thermal buildup.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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• pp.34-35
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• 2001

The wavelength demultiplexer is an essential component in optical transmission systems using wavelength-division multiplexing(WDM), which can increase the number of channels and information capacity of optical fibers. For optical telecommunication, much attention has been given to demultiplexing two wavelengths in the 1.3${\mu}{\textrm}{m}$ of low dispersion band and 1.55${\mu}{\textrm}{m}$ of low loss window. Various integrated-optical devices have been proposed to perform this function, including conventional directional couplers, asymmetric Y-branching devices, asymmetric Mach-Zehnder interferometers and two-mode interference devices. (omitted)

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -1
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• pp.508-511
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• 2002

By defining a power distribution ratio (PDR) and coupling efficiency (CE) amenable to the rigorous analytical solutions of newly developed rigorous modal transmission-line theory (MTLT), we explicitly analyze the power coupling characteristics of TE modes propagating in GADCs. The numerical results reveal that the incident power is optimally coupled into the desired guiding channel if the powers of rigorous modes excited at the input boundary of grating-assisted coupler are equally partitioned.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.163-168
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• 2023

본 논문에서는 화학적 감지 및 바이오 감지를 위한 새로운 플랫폼을 제시하였다. 작동 원리는 광 방향성 결합기(DC)와 다중 모드 간섭 결합기 (MMI)의 결합효율과 간섭특성에 기반한다. 또한, 실리콘 기판에 통합할 수 있도록 평면 기술을 사용하여 실현하였다. 먼저, DC와 MMIC의 분산곡선을 설명하고, 도파관 감도를 증가시키기 위한 최적화된 슬롯 광 도파관의 설계 사양을 선택하였다. 다음으로, 감지 분석물의 굴절률 변화에 대한 센서 응답을 수치해석 하였다. 수치해석 결과, 분석 물질의 굴절률 단위 (RIU) 변화당 높은 유효 지수 변화가 얻어졌으며, 그 감도는 DC 및 MMIC 설계 기법을 사용하여 조정할 수 있음을 보여주었다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제6권2호
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• pp.27-32
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• 2002

An integrated optical 2$\times$2 add/drop multiplexer in X-cut, Y-propagating LiNbO$_3$ has been demonstrated. The device consists of passive polarization splitters and acousto-optical mode converters with weighted coupling utilizing tapered acoustical directional couplers; their specific design and properties are discussed. The insertion loss has been measured to be about -8.16 ㏈ and -8.6 ㏈ for TE and TM polarizations, respectively. The device shows a 3 ㏈ bandwidth of 2.3 nm, a tuning rate 8.34 nm/MHz around λ = 1554 nm, and a sidelobe suppression of about 14.5 ㏈. Optimum operation is achieved with a RF drive power of about 43 ㎽. Multi-wavelength operation has been demonstrated.

• 전기전자학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.128-135
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• 2001

모드 전송선로 이론(MTLT: Modal Transmission-Line Theory)을 사용하여 방향성 결합기로 구성된 광 파장 필터를 설계하고 그 특성을 정확히 분석하였다. 전형적인 평면 구조형 결합기가 협대역 필터를 구현하기 위하여 이용되었으며, 테이퍼형 방향성 결합기가 광대역 필터를 구현하기 위하여 채택되었다. 협대역 필터의 경우 TE/TM 모드는 ${\lambda}=1.303{\mu}m$와 $1.1496{\mu}m$에서 최대 결합효율을 나타냈으며, 그 대역폭은 각각 30nm와 10nm로 나타났다. 더욱이, ${\lambda}=1.55{\mu}m$에서 동작하는 광대역 필터의 경우 TE/TM모드의 결합길이를 $183{\mu}m$와 $178{\mu}m$로 선택하였을 때 각각 저지대역(stop-band)과 통과대역(pass-band) 필터특성을 나타내었다.

• 한국광학회지
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• 제14권3호
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• pp.224-229
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• 2003

2$\times$2 방향성 결합기와 단일모드 광섬유를 이용하여 무편광기를 구현하였다. 행렬식을 이용한 모의실험을 통해 편광도를 줄이는 방법을 이론적으로 설명하였고 이를 실험적으로 검증하였다. 0.05 nm 이하의 좁은 선폭을 가진 편광된 입력광원의 편광상태 변화에 대해 -20 dB의 출력 편광도를 얻을 수 있었다 광섬유 지연선의 길이를 광원의 가간섭 길이보다 충분히 길게 함으로써 입력광의 편광 변화에 의한 강도 잡음을 효과적으로 없앨 수 있음을 실험적으로 검증하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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• pp.28-29
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• 2000

Optical power splitters and/or couplers are important components for optical signal distribution between channels both in wavelength division multiplexing(WDM) systems and photonic integrated circuits(PICs). Since polarization is usually not known after propagation in an optical fiber, passive WDM components have to be polarization insensitivity, Compared to alternatives such as directional couplers or Y-junction splitters, splitters based on multimode interference(MMI) have found a growing interest in recent yens because of their desirable characteristics, such as compact size, low excess loss, wide bandwidth, polarization independence, and relaxed fabrication tolerances$^{(1)}$ . These devices have been fabricated in polymers, silica, or III-V semiconductor materials. A1 $\times$ 4 MMI power splitter on InP materials that were suitable for application in the 1.55-${\mu}{\textrm}{m}$ region$^{(2)}$ . However, the fabrication process of the structure is too complicated and the photolithography tolerance is very tight. Also, a 1 $\times$ 16 InGaAsP/InP MMI power splitter with an excess loss of 2.2dB and a splitting ratio of 1.5dB was demonstrated by using deep etching$^{(3)}$ . The deep etching of the sidewalls through the entire guide layer of the slab waveguide resulted in a number of drawbacks$^{(4)}$ . (omitted)

• 한국광학회지
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• 제18권5호
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• pp.295-302
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• 2007

Rib 형태의 전송구조로 구성된 편광 무의존성 방향성 결합기(DC)와 다중모드 간섭결합기(MMI)의 설계특성을 종방향 모드 전송선로 해석법(L-MTLT)을 이용하여 정확하게 비교 분석하였다. 두 전송모드들의 결합특성에 의존하는 편향 무의존성 DC 소자를 이용하여 다중모드들의 결합과 간섭특성을 나타내는 MMI 결합기가 설계될 수 있음을 보였다. 또한, 편향 무의존성 DC와 MMI 소자들의 결합효율을 결합길이와 파장의 변화에 따라 자세하게 비교 분석하였다. 그 결과를 기반으로 광통신용 소자에서 필터로 널리 사용 가능한 Bragg 격자구조가 집적된 편향 무의존성 DC와 MMI를 설계하고 그 필터특성을 처음으로 비교 분석하였다. 분석결과, TE와 TM 모드들 사이의 결합길이가 같도록 설계한 DC는 MMI보다 편광 무의존성 필터링 특성에 있어서 더욱 좋은 성능을 나타냈다. 그러나, 편광무의존성 결합길이가 현저하게 작은 MMI가 DC보다 집적소자 소형화를 위하여 더욱 좋은 소자임을 보였다.