• 제목/요약/키워드: Thermo-optic Effect

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측면 연마된 편광유지 광섬유와 폴리머 평면도파로 사이의 소산장 결합을 이용한 열 광학 가변 필터 (Thermo-Optically Tunable Filter Using Evanescent Field Coupling Between Side-Polished Polarization Maintaining Fiber and Polymer Planar Waveguide)

  • 윤대성;김광택
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권2호
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    • pp.33-38
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    • 2004
  • 측면 연마된 편광 유지 광섬유와 폴리머 평면도파로가 결합된 비대칭 방향성 결합기를 이용하여 가변 광필터를 구현하였다. 소자의 최상부층 위에 형성된 마이크로 스트립 히터에 의하여 유도된 폴리머 평면도파로의 열광학 효과는 결합기의 공진파장을 이동시킨다. 제작된 소자는 720 ㎽의 인가 전력으로 230 ㎚ 이상의 넓은 가변 범위를 보였다.

단일모드 광섬유의 소산장을 이용한 전류센서 (Current sensor using an evanescent field of single-mode optical fiber)

  • 손경락;김형표
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권10호
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    • pp.57-62
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    • 2004
  • 단일 모드 광섬유의 측면을 일부분 연마하여 연마된 상부에 열 광학 폴리머 층과 금속열선을 형성한 광섬유형 전류센서를 보고한다. 금속 열선에 인가된 전류에 의해서 발생하는 저항열은 폴리머 층의 굴절률을 변화시키고 광섬유의 소산장을 통한 광 감쇄를 유도하게 된다 두 가지 유형의 센서구조를 제안하였고 전류센서로서의 특징을 조사하였다.

Polymer $1{\times}2$ Thermo-Optic Digital Optical Switch Based on the Total-Internal-Reflection Effect

  • Han, Young-Tak;Shin, Jang-Uk;Park, Sang-Ho;Han, Sang-Pil;Baek, Yong-Soon;Lee, Chul-Hee;Noh, Young-Ouk;Park, Hyo-Hoon
    • ETRI Journal
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    • 제33권2호
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    • pp.275-278
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    • 2011
  • This letter presents a polymer $1{\times}2$ thermo-optic totalinternal-reflection digital optical switch (TIR-DOS) with an index contrast of 1.5%-${\delta}$ operating at low power consumption. The structure of our $1{\times}2$ TIR-DOS was created by adding a reflection port to that of a conventional multimode filtering variable optical attenuator. To improve the total-internalr-eflection efficiency, a heater offset was applied to the crossing region of multimode waveguides of the TIR-DOS. The fabricated $1{\times}2$ TIR-DOS shows a low electrical power consumption of 18 mW for an on-off ratio of 35 dB.

열광학 장주기 격자를 유도하는 히터 배열의 인자들이 파워 소모에 미치는 영향 (Influence of the Parameters of a Heater Array Inducing a Thermo-optic Long-period Grating on its Power Consumption)

  • 권민석
    • 한국광학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.315-319
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    • 2008
  • 열광학 장주기 격자를 이용한 노치 필터의 파워 소모를 이론적으로 살펴 보았다. 여기서 열광학 장주기 격자는 주기적인 히터들과 패드들로 구성된 히터 배열에 의해 유발된다. 히터 배열에서 소모되는 파워는 열광학 장주기 격자를 유발하는 줄(joule) 열로 전환되기 때문에, 그 파워를 조절함으로써 노치 필터의 특성을 동적으로 제어할 수 있다. 적절한 결합 효율을 얻기 위해 히터 배열에 가하는 파워는 히터 배열의 인자들에 의존하는데, 이 인자들은 히터의 폭과 길이, 패드의 폭, 그리고 히터 배열을 구성하는 금속 박막의 두께이다. 이 인자들이 파워 소모에 미치는 영향을 이론적으로 해석하는 근사적인 방법을 설명하고, 설명한 방법을 사용하여 인자들의 변화에 따른 파워 소모의 변화를 해석한다. 해석 결과로부터 파워 소모를 줄이기 위해 필요한 인자 선택의 기준을 도출한다.

Tunable Channel Spacing of Dual-wavelength Erbium-doped Fiber Ring Laser using a Single Fiber Bragg Grating with Two Coil Heaters

  • Sohn, Kyung-Rak;Kim, Hyung-Pyo
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권1호
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    • pp.153-158
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    • 2009
  • Stable and tunable dual-wavelength erbium-doped fiber ring laser(EDFL) using a single fiber Bragg grating(FBG) and two coil heaters is proposed and demonstrated. Installing two identical coils into a single FBG, the FBG is symmetrically divided into two different portions. While a current supply to the coil, the refractive index of the FBG under the coil is changed. The FBG can operate as a joint of two different FBGs. Due to the thermo-optic effect of a fiber, the resonance wavelength split into two peaks. The spacing between two adjacent channels was changed as much as the difference of heating power. It was tuned up to 3 nm of wavelength under the electrical power with a 1000 mW. Moreover, the lasing wavelength can be individually tuned without influencing to the adjacent channel.

Design of Dynamically Focus-switchable Fresnel Zone Plates Based on Plasmonic Phase-change VO2 Metafilm Absorbers

  • Kyuho Kim;Changhyun Kim;Sun-Je Kim;Byoungho Lee
    • Current Optics and Photonics
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    • 제7권3호
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    • pp.254-262
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    • 2023
  • Novel thermo-optically focus-switchable Fresnel zone plates based on phase-change metafilms are designed and analyzed at a visible wavelength (660 nm). By virtue of the large thermo-optic response of vanadium dioxide (VO2) thin film, a phase-change material, four different plasmonic phase-change absorbers are numerically designed as actively tunable Gires-Tournois Al-VO2 metafilms in two and three dimensions. The designed phase-change metafilm unit cells are used as the building blocks of actively focus-switchable Fresnel zone plates with strong focus switching contrast (40%, 83%) and high numerical apertures (1.52, 1.70). The Fresnel zone plates designed in two and three dimensions work as cylindrical and spherical lenses in reflection type, respectively. The coupling between the thermo-optic effect of VO2 and localized plasmonic resonances in the Al nanostructures offer a large degree of freedom in design and high-contrast focus-switching performance based on largely tunable absorption resonances. The proposed method may have great potential in photothermal and electrothermal active optical devices for nonlinear optics, microscopy, 3D scanning, optical trapping, and holographic displays over a wide spectral range including the visible and infrared regimes.

Analysis of Temperature Dependence of Thermally Induced Transient Effect in Interferometric Fiber-optic Gyroscopes

  • Choi, Woo-Seok
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제15권3호
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    • pp.237-243
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    • 2011
  • Thermal characteristics, such as diffusivity and temperature induced change in the fiber mode index of rotation sensing fiber coil are critical factors which determine the time varying, thermo-optically induced bias drift of interferometric fiber-optic gyroscopes (IFOGs). In this study, temperature dependence of the transient effect is analyzed in terms of the thermal characteristics of the fiber coil at three different temperatures. By applying an analytic model to the measured bias in the experiments, comprehensive thermal factors of the fiber coil could be extracted effectively. The validity of the model was confirmed by the fact that the extracted values are reasonable results in comparison with well known properties of the materials of the fiber coil. Temperature induced changes in the critical factors were confirmed to be essential in compensating the transient effect over a wide temperature range.

금속선의 주기적인 배열을 이용하여 기계적으로 형성한 파장 가변 장주기 광섬유 격자 (Tunable Mechanically Formed Long-Period Fiber Gratings using Periodically Arrayed Metal Wires)

  • 손경락;김광택
    • 한국광학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.401-405
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    • 2005
  • 본 논문에서는 $250{\mu}m$ 직경의 황동선을 주기적으로 배열하여 기계적으로 형성한 장주기 광섬유 격자를 제안하였으며 전류제어로 파장가변 기능을 구현하였다. 광섬유 클래딩을 감싸고 있는 물질의 굴절률 변화가 공진파장의 함수임을 이용하여 클래딩 주위에 도포된 물질의 열 광학 계수가 금속선에 인가된 전력에 의해 제어되도록 함으로서 파장가변을 유도하였으며 주어진 파장 영역내에서 인가전력에 대한 공진파장의 가변 정도를 조사하였다. 글리세린의 열광학 효과를 이용한 경우 20 W 인가전력에 대하여 $LP_{03}$ 모드는 14nm, $LP_{04}$ 모드는 48 nm 정도의 파장가변이 가능함을 확인하였고, 단일모드 광섬유에 대한 기하 광학적 근사방법을 적용하여 해석한 결과와 잘 일치함을 보였다.

광섬유 브래그 격자가 포함된 측면 연마된 광섬유를 이용한 매질의 온도와 굴절률 동시 측정 (Simultaneous Measurement of Temperature and Refractive Index of a Medium Using by a Side-Polished Fiber Containing a Fiber Bragg Grating)

  • 김광택
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제28권8호
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    • pp.513-517
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    • 2015
  • We proposed and demonstrated a simultaneous measurement method to detect the refractive index and temperature of a medium using a side-polished fiber involving FBG (fiber Bragg grating). The temperature of a medium was obtained by using the Bragg wavelength shift of FBG, while the refractive index of medium were calculated by using the transmission loss. The Bragg wavelength is independent on the refractive index of the covering medium placed on surface of side-polished fiber, while the transmission loss at off-Bragg wavelength highly depends on the environmental temperature because of thermo-optic effect of the medium.

평면 광도파로 상의 식각 브래그 격자를 이용한 광온도 센서의 개발 (Optical Temperature Sensor Based on the Etched Planar Waveguide Bragg Grating Considering Linear Thermo-optic Effect)

  • Kook-Chan Ahn;Sang-Mae Lee
    • 한국안전학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.121-129
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    • 2001
  • 본 논문은 식각된 평면 광도파 브래그 격자를 이용한 광온도 센서의 개발에 대한 연구로써 식각된 평면 도파로 브래그 격자의 설계, 제작, 격자 특성 연구 및 온도 측정 가능성을 주 연구 목적으로 하고 있다. 평면 식각 브래그 격자 센서의 전형적 대역폭과 그 반사도는 각각 ~l,522nm의 파장에서 ~0.2nm와 ~7%이며, 20$0^{\circ}C$까지 온도가 변화하는 동안 온도 변화에 따른 브래그 파장의 변화는 약간의 비선형성을 보였다. 광도파로와 판변형이론에 기초한 브래그 격자의 온도 변화에 따른 광파장 응답을 예측하기 위한 이론적 모델은 실험과 비교할 때 허용 오차내에서 잘 일치하고 있다.

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