• 제목/요약/키워드: Thermo-optic device

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측면 연마된 단일모드 광섬유와 열 광학 다중모드 평면도파로를 이용한 능동형 광 결합기 (Active optical coupler using the side polished single mode fiber and thermo-optic polymer multimode planar waveguide)

  • 김광택;유호종;김성국;이소영;송재원;이상재;김시홍;강신원
    • 한국광학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.248-253
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    • 1999
  • 본 논문에서는 측면이 연마된 단일모드 광섬유와 폴리머 다중 평면도파로가 결합했을 때 발생하는 모드 결합현상을 이용한 능동형 광결합기를 연구하였다. 제안된 소자는 파장가변 광필터나 광변조기로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 광도파로 물질의 굴절률, 복굴절, 전기광학 계수, 열광학 계수 등을 측정하는 도구로 응용할 수 있다. BPM으로 최적화된 결합기를 설계하였고, 열광학 폴리머를 능동 평면 도파로층으로 이용하여 결합기를 제작하였다. 제작된 소자는 -0.5dB 이하 손실, 공진파장 -13dB 소멸비. 그리고 열광학 효과에 의해 -1.5nm/$^{\circ}C$ 정도의 파장 가변성을 보였다. 본 연구의 결과로 볼 때 열광학 능동형 광결합기는 광변조기, 파장가변 광필터, 광센서 등으로 이용될 가능성이 높다.

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다중모드 간섭현상을 이용한 1×16 마하젠더 스위치 개발 (Development of 1×16 Thermo-optic MZI Switch Using Multimode Interference Coupler)

  • 김성원;홍종균;이상선
    • 한국광학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.469-474
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    • 2006
  • 본 논문에서는 실리카 기반의 다중모드 간섭기를 이용하여 적은 초과손실을 갖는 $1{\times}16$ 마하젠더 스위치에 대한 설계 및 측정결과에 대하여 논하였다. 제작된 $1{\times}16$ 마하젠더 스위치는 마하젠더 간섭계(Mach-Zehnder Interferometer, MZI) 구조를 갖는 $2{\times}2$ 열광학스위치를 단위소자로 하였으며, 15개의 단위소자를 이용하여 4단(stage)으로 구성하였다. 먼저 광분배기와 $2{\times}2$ MZI 열광학 스위치등의 개별적인 특성을 파악하였고, 그 결과를 전체 소자의 설계에 적용함으로써 보다 좋은 성능을 얻을 수 있었다. 제작된 다중모드 간섭기를 이용한 MZI 구조의 단위스위치 당 초과손실은 최소 -0.5dB로 측정되었다.

트렌치 구조를 이용한 저전력 1×2 폴리머 열 광학 스위치의 제작 (Fabrication of a low-power 1×2 polymeric thermo-optic switch with a trench structure)

  • 여동민;김기홍;신상영
    • 한국광학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.33-37
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    • 2003
  • 트렌치 구조를 이용한 저전력 1$\times$2 폴리머 열 광학 스위치를 제안하고 제작하였다. 최적의 위치에 적절히 형성된 트렌치 구조는 전극으로부터 발생한 열 흐름을 방해하여 전력 소보를 줄이는데 기여할 수 있다 광 도파로를 구성하는 폴리머 층에서의 온도 분포가 변하여 Y-분기를 이루는 두 도파로들 사이의 온도 기울기가 급격하게 증가하기 때문이다. 본 실험에서는 트렌치 구조의 효과를 비교 분석하기 위해 트렌치 구조가 없는 1$\times$2 폴리머 열 광학 스위치도 동일한 기판 위에 함께 제작하였다. 트렌치 구조를 이용한 열 광학 스위치의 경우, 측정된 누화는 TE 편광에서 -17.0 dB 이하. TM 편광에서 -15.0 dB 이하였다 전력 소모는 트렌치 구조가 없는 열 광학 스위치의 소모 전력보다 25% 감소한 약 66 ㎽였다.

열확산 효과 개선을 위한 트렌치 구조의 SOI 1X2 열광학 스위치 개발 (Development of Trenched SOI 1X2 Thermo-Optic Switch for Improvement of Thermal Diffusion Effect)

  • 박종대;서동수;이기수
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제16권12S호
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    • pp.1255-1260
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    • 2003
  • In order to reduce driving power consumption, we propose and fabricate a new structure of asymmetric SOI 1${\times}$2 thermo-optic switch that has a back side silicon trenched structure. Compared to conventional SOI thermo optic switches without heat sink structure, it shows an improvement of switching power reduction from about 4 watt to 1.8 watt without sacrificing cross talk of about 20 ㏈ at the light wavelength of 1.55 $\mu\textrm{m}$. Here we also described the main design consideration and fabrication procedure for the proposed device.

식각된 열확산 코어 광섬유를 이용한 고감도 온도 센서 (Highly sensitive temperature sensor based on etched fiber with thermally expanded core)

  • 김광택;송현석;신은수;홍기범
    • 센서학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.263-268
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    • 2006
  • We have demonstrated a highly sensitive temperature sensor using an etched single mode fiber with a thermally expanded core region. Large core size of thermally expanded core facilitates access to evanescent wave by the wet etching. The etched region was surrounded by a low dispersive external medium with high thermo-optic coefficient. Due to the large difference between the dispersion property of the fiber and that of the external medium, the device reveals a cut-off properties at spectral region. The cut-off wavelength was shifted by the variations of the environmental temperatures because of thermo-optic effect of the external medium. The sensitivity of the fabricated device was found to be $45nm/^{\circ}C$.

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.

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.

크기가 다른 전극폭을 갖는 4분기 광도파로형 열광학스위치 (4-Branch Waveguide Thermo-Optic Switch With Unequal Width Heaters)

  • 송현채;이태형;신상영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권6호
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    • pp.57-63
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    • 2000
  • 다분기 열광학 스위치는 수위칭 상태에 딸 요구되는 소비전력의 차이가 큰 단점이 있다. 이를 개선하는 방법으로 전극형태에서 외측전극폭을 내측전극폭에 비해 크게 설계하고 굴절률차이가 큰 코아와 클래드 물질을 사용하여 상부클래드의 두께를 얇게 하는 방법을 제안한다. 제안된 형태의 4분기 열광학스위치는 테플론과 폴리이미드계 폴리머 물질을 사용하여 제작되었고 1550 nm 파장대에서 그 특성을 측정하였다. 제작되어진 4분기 열광학스위치는 310~390 mW 정도의 소비전력에서 -16 dB 이하의 누호 특성을 나타 내어 스위칭 상태에 따른 소비전력의 차가 줄었을 뿐만 아니라 스위칭에 필요한 소비전력도 상당히 줄었다. 그리고 4.7 dB 정도의 삽입손실과 1 ms 이하의 스위칭 속도를 얻었다.

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측면 연마 광섬유를 이용한 용액의 광학 특성 측정 (Measurement of Optical Properties of a Liquid Based on a Side-polished Optical Fiber)

  • 이현진;김광택
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.195-198
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    • 2014
  • In this paper, a measurement method to obtain the optical properties of a liquid base on a side-polished single mode fiber was proposed and demonstrated. The device showed periodic resonance coupling against wavelengths. The refractive index and dispersion characteristics of a liquid were calculated by use of the spacings of periodic resonance wavelengths of the device. The thermo-optic coefficient of the liquid was obtained by monitering the shift of resonance wavelengths of the devices with change of environmental temperature.

측면 연마 광섬유와 결합된 상부 도파로의 클래딩을 이용한 편광 무의존 온도센서 (Polarization-independent temperature sensor using cladding layers of the overlay waveguide coupled with a side-polished fiber)

  • 손경락;김광택;송재원
    • 한국광학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.467-472
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    • 2002
  • 본 논문에서는 측면연마 광섬유 결합기 구조에서 평면 도파로의 상부와 하부 클래딩의 열광학 효과를 이용하여 온도를 측정할 수 있는 편광 무의존 온도 센서를 제안하고 있다. 평면 도파로는 170$\mu\textrm{m}$ 두께의 현미경용 덮게 유리를 적용함으로서 급격한 온도 변화에 대해 도파로의 변형이 발생하지 않고, 비대칭적 평면 도파로 구조로 인한 편광 의존 손실을 최소화하기 시킬 수 있는 장점을 가진다. 제작된 소자의 편광 의존 손실은 0.3dB 이하로 측정되었다. 피측정체의 온도는 센서의 결합 파장 이동으로부터 계측되어진다. 평면 도파로의 상부와 하부 클래딩의 열광학 계수에 따른 온도 센서의 온도 민감도를 측정하였고, 상ㆍ하부 클래딩의 열광학 계수 변화로 온도 민감도를 제어할 수 있음을 보였다.