We have investigated the optical properties of plamonic waveguide with tapered structure based on InP material for photonic integrated circuit(PIC). The proposed plasmonic waveguide is covered with the Ag thin film to generate the plasmonic wave on metallic interface. The optical characteristics of plasmonic waveguide were calculated using the three-dimensional finite-difference time-domain method. The plasmonic waveguide was fabricated with the lengths of 2 to $10{\mu}m$ and the widths of 400 to 700 nm, respectively. The plasmonic mode and optical loss were measured. The optimum plasmonic length is $10{\mu}m$ and widths are 600 and 700 nm in the fabricated waveguide. This plasmonic waveguide can be directly integrated with other conventional optical devices and can be essential building blocks of PIC.
A two-dimensional photonic crystal structure was investigated using a roll-to-roll nanoreplication and physical vapor deposition processes for the inexpensive enhanced fluorescence substrate which is not sensitive to the polarization directions of excitation light source. An 8 inch silicon master having nano dot array with a diameter of 200 nm, a height of 100 nm and a pitch of 400 nm was prepared by KrF laser scanning lithography and reactive ion etching processes. A flexible polymer mold was fabricated by flat type UV replication process and a deposition of 10 nm nickel layer as an anti-adhesion layer. A roll mold was prepared by warping the flexible polymer mold on an aluminum roll base and a roll-to-roll UV replication process was carried out using the roll mold. After the deposition of ~ 100 nm $TiO_2$ layer on the replicated nano dot array, a 2 dimensional photonic crystal structure was realized with a resonance wavelength of 635 nm for both p- and s-polarized light sources.
Well defined 1-dimentional (1-D) photonic crystals of polystyrene replicas have been successfully obtained by removing the porous silicon from the free-standing rugate porous silicon/phenylmethylpolysiloxane composite film. Rugate porous silicon was prepared by an electrochemical etching of silicon wafer in HF/ethanol mixture solution. Exfoliated rugate porous silicon was obtained by an electropolishing condition. A composite of rugate porous silicon/phenylmethylpolysiloxane composite film was prepared by casting a toluene solution of phenylmethylpolysiloxane onto the top of rugate porous silicon film. After the removal of the template by chemical dissolution, the phenylmethylpolysiloxane castings replicate the photonic features and the nanostructure of the master. The photonic phenylmethylpolysiloxane replicas are robust and flexible in ambient condition and exhibit an excellent reflectivity in their reflective spectra. The photonic band gaps of replicas are narrower than that of typical semiconductor quantum dots.
The GaN thin film on the 8 periods InGaN/GaN multi-quantum well structure was grown on the sapphire substrate using metal-organic chemical vapor deposition. The nano-scaled triangular-lattice holes with the diameter of 150 nm were patterned on a polymethylmethacrylate blocking film using an electron beam nano-lithography system. The thin slab and two-dimensional photonic crystals with the thickness of 28 nm were fabricated on the GaN layer for the blue light diffraction sources. The photonic crystal with the lattice parameter of 460 nm enhances spectral intensity of photoluminescence indicating that the photonic crystals provides the source of nano-diffraction for the blue light of the 450-nm wavelength.
Uchida, H.;Tanizaki, K.;Khanikaev, A.B.;Fedyanin, A.A.;Lim, P.B.;Inoue, M.
Journal of Magnetics
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제11권3호
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pp.139-142
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2006
We fabricated new one-dimensional magnetophotonic crystal (1D-MPC) utilizing the second and third photonic band gaps where localized modes existed. Structure of the 1D-MPC was $(Ta_{2}O_{5}/SiO_{2})_{5}/Bi:YIG/(SiO_{2}/Ta_{2}O_{5})_{5}$ with optical thicknesses of 3$\lambda$ /4 for $Ta_{2}O_{5} and $SiO_2$ dielectric layers and $\lambda$ /2 for Bi:YIG defect layer, where $\lambda$ is a wavelength of a localized mode in the second photonic band gap. Faraday rotation at the localized mode in the second photonic band gap was enhanced, which was confirmed by calculation using 4${\times}$4 matrix method.
본 논문에서는 마이크로스트립 전송선로의 유전체 기판(substrate) 내에 삽입된 EGP(Elevated Ground Plane)와 비아를 이용하는 소형의 새로운 포토닉 밴드갭(PBG:Photonic Bandgap) 구조를 제안였하고, 세라믹 기판에 적용된 최적구조를 설계하였다. 해석 결과, 제안된 새로운 PBG 구조는 기존의 평면 PBG 구조에 비해서 크기가 52.5 % 축소되었고 대역폭은 45 % 증가하였다. 그리고 접지면 식각 다층 PBG 구조에 비해서는 크기가 32 % 감소하였고 첨예도(sharpness)가 향상되었으며 차단주파수 이상에서 40 GHz까지 전력손실이 8 dB 이상 개선되었다. 따라서 본 논문에서 제안된 PBG 구조는 대역 저지 또는 저역통과 여파기로 사용할 수 있으며, 이러한 여파기 특성은 경박 단소화된 마이크로파 대역 집적회로나 모듈 개발에 효과적으로 활용될 수 있으리라 기대된다.
초소형 광집적 회로를 실현하기 위해 실리콘 기반의 2차원 광자 결정에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 중에서 대표적 구조인 공기 클래딩을 갖는 2차원 실리콘 광자 결정은 우수한 광학적 특성을 가지나, 다양한 소자를 집적화하기에는 기계적 강도가 약하다. 본 연구에서는 기계적 강도를 향상시킨 대칭적인 저굴절률 실리카 클래딩을 갖는 2차원 실리콘 광자 결정을 제안하며, 공기 및 실리카 클래딩을 갖는 광자 결정 슬랩 구조의 광학적 특성을 이론적으로 비교하였다. 3차원 유한 차분 시간 영역법을 이용하여 공기 클래딩을 갖는 2차원 실리콘 광자 결정 슬랩 구조를 분석한 결과, 광통신 대역에서 약 330 nm의 광자 밴드갭과 약 100 nm의 무손실 도파 대역을 가짐을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 실리카 클래딩을 갖는 2차원 광자 결정 슬랩 구조를 계산한 결과, 클래딩의 굴절률이 공기보다 높음에도 불구하고 공기 클래딩 구조의 광학적 특성에 버금가는 약 230 nm의 광자 밴드갭과 약 90 nm의 무손실 도파 대역을 갖는 구조를 설계하였다.
본 논문에서는 시분할-파장분할 방식이 혼합된 라우팅 구조를 가지는 대용량 광ATM 스위치 구조를 제안하였다. 제안된 구조는 셀의 경로배정 과정에서 겪게되는 광 파워의 손실 및 시스템 구성시 요구되는 하드웨어를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 수동소자를 사용함으로써 전기적 제어부분의 복합성을 피할 수 있다. 또한 제안된 스위치는 확장이 용이하도록 설계되어졌기 때문에 처리용량에 있어서 미래의 대욜양 광 교환 시스템에 적합한 구조라고 할 수 있다.
본 논문에서는 class F 전력 증폭기의 출력 정합단에 새로운 광전자밴드갭(PBG) 구조를 적용하여 높은 효율을 얻을 수 있도록 하였다. 제안된 나선형 PBG 구조는 비평면 제조 공정을 요구하지 않는 유전체 판 위에 패턴을 뜬 2차원의 규칙적인 격자이다. 이 구조는 2차 고조파에서 높은 저지 특성을 갖는다. 또한 더욱 가파른 스커트 특성을 보인다. 이 새로운 PBG 구조는 효율향상을 위하여 class F 전력 증폭기에 적용되어 질 수 있다. 나선형 PBG 구조를 적용한 class F 전력 증폭기의 power-added efficiency(PAE)는 코드분할 다중접속(CDMA) 응용에서 73.62 %의 효율을 얻을 수 있었다. 이 결과는 제안한 PBG 구조를 적용하지 알은 기존의 Class F 전력 증폭기와 비교했을 때 6.2 % 향상된 결과를 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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