• 전자공학회논문지D
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• 제35D권7호
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• pp.109-116
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• 1998

In this work was produced and analyzed a z-cut Ti:LiNbO$_{3}$ optical waveguide which applies for various optical devices.A waveguide channel with a thickness 8 .mu.m and a length 66,000.mu.m and a mach-zehnder interferometer type waveguide were fabricated at a diffusion temperature 1050.deg. C for 6-8hours in a wet $O_{2}$ environment. The resulting Ti:LiNbO$_{3}$ optical waveguide was measured to have a Ti-strip thickness of 950.angs. and low loss. Surfaces and cross-sections of a fabricated waveguide were analysed. The mode pattern anaysis revealed that the waveguide showed a single mode at a 1550nm wavelength. The effective dimension of the waveguide was calculated by measuring a gaussian profile; Wx=10.95.mu. and Wy=9.14.mu.m. a propagation loss, of 0.50dB/cm for a TM mode and 0.45dB/cm for a TE mode, was low enough to be accepatable for optical devices.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.27-36
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• 2023

도파관(waveguide)은 전자기파를 원하는 방향으로 안내하는 전송선로로 의료기기, 레이더 시스템, 위성 통신 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 이러한 도파관의 설계 및 최적화를 위해서는 전자기 수치해석(CEM: Computational Electromagnetics)이 필수적이다. 수치해석 기법의 하나인 유한요소법(FEM: Finite Element Method)은 도파관과 같은 닫힌 영역 내부의 전자기 문제를 해결하는데 효율적이며 이를 적용하기 위해서는 계산영역을 한정시키기 위한 경계조건이 필요하다. 본 논문에서는 계산영역 밖으로 나가는 전자파의 반사를 최소화하기 위한 흡수경계조건(ABC: Absorbing Boundary Condition)과 주 모드 뿐만 아니라 고차 모드까지 흡수할 수 있는 도파관 포트 경계조건(WPBC: Waveguide Port Boundary Condition)을 각각 적용하여 2/D 및 3/D 도파관 구조에 대한 전자기 시뮬레이션을 수행하였다. 이후, 대표적인 전자파 상용 소프트웨어인 HFSS와의 결과 비교를 통해 해석의 정확성을 검증하였으며, 시뮬레이션 결과를 통해 WPBC를 적용하면 ABC보다 더 작은 해석 영역으로 구조 해석이 가능하다는 것을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.73-76
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• 1995

In this study, the slab waveguide was fabricated using potassium-nitride(KNO$_3$) or silver-nitride (AgNO$_3$) molten sources by ion-exchange process. The effective refractive indices of waveguide were measured by Prism-Coupling method. and The characteristics of waveguide(mode dispersion, effective diffusion depth. surface refractive index, diffusion coefficient, and refractive index profile etc,) were investigated by WKB method, In the case of potassium ion-exchange, the computer calculation showed that the refractive index profile of waveguide followed Gaussian function, the surface refractive index increased with ion-exchange time and the effective diffusion depth increased a little as ion-exchange time increased, while the surface refractive index of silver ion-exchanged waveguide decreased with ion-exchange time because of the ion depletion on the surface of waveguide, and the effective diffusion depth seriously with ion-exchange tim. Double ion-exchanged waveguide was fabricated by performing silver ion-exchange after potassium ion-exchange. Double ion-exchanged waveguide had a tight mode binding force since the surface refractive index was larger than single step ion-exchanged waveguide.

• 한국통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.100-110
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• 1994

본 연구에서는 효율적인 광원과 광도파로간의 결합방법으로서 많은 연구가 진행중인 monolithic laser-waveguide coupler 특성해석에 beam propagation method를 도입하여 기존의 방법과 비교검토 한 결과 타당성을 입증할 수 있었으며, 또한 결합효율을 향상시키기 위하여 taper 구조를 가진 monlithic laser-waveguide coupler를 제시하였다. monolithic laser-waveguide coupler는 능동소자인 laser의 특성과 수동소자인 waveguide의 특성을 동시에 가지고 있으므로 고려하여야할 요소가 매우 많고, 또 각 요소들의 변화에 따라 결합기의 성능이 크게 좌우되므로 그 특성 연구가 많은 어려움이 있었다. 때문에 본 연구에서는 방향성 결합기를 사용한 모델을 해석하는 방법으로 기존의 coupled mode 이론을 사용할 수도 있겠으나, 본 연구에서와 같이 많은 변수를 가지는 경우의 해석에는 적용하기 어렵다는 단점 때문에 beam propagation method를 사용한 해석을 시도하였다. 또한 해석에 있어서 가장 기본이 되는 초기전개의 계산에서도 종래의 연구에서와 달리 근사식을 이용해 전계를 계산하지 않고, 주어진 구조에 대하여 직접 finite difference method를 적용하여 초기전계를 구하였다. 이러한 새로운 시도들이 가지는 잇점을 방법과 비교하여 알아 보았으며, 새로운 방법의 적용을 통하여 보다 많은 변수를 고려하여 monolithic laser-waveguide coupler의 특성을 연구할 수 있었다. 이러한 과정을 통하여 결합기의 특성을 파악하고 그 결과로 monolothic laser-waveguide coupler의 특성중 가장 중요한 결합특성을 향상 시키기 위해서 taper영역을 가지는 monolothic laser-waveguide coupler를 제안하였다. 본 연구에서 제안한 구조에 대하여 특성을 조사해본 결과 79%정도의 좋은 결합효율을 얻을 수 있었다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권1호
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• pp.16-26
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• 1998

This paper presents a design methodology for magnetically tunable X-band E-plane type waveguide filters. The proposed design is based on using of quarter wavelength transmission line for compensating the negative length transmission line of end K-inverters of E-plane type waveguide filters. The derived formulae are applied for initial design and the correction method is also provided for final design by considering the frequency dependent characteristic of K-inverters. The analysis results of E-plane pype waveguide structure loaded with ferrite slab are obtained using the edge based finite element method including higher order mode effecets. It is shown that the unilateral finline E-plane type waveguide filter as well as the bilateral finline E-plane type waveguide filter achieves the the manetically tunable characteristic. The X-band experimantal results for bilateral and unilateral finline E-plane type waveguide filters agree well with the simulated data.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권4호
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• pp.45-52
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• 2000

본 논문에서는 직사각형 다중 양자 우물 광 도파관의 간단하고 효율적인 분석을 위한 새로운 모의 실험방법을 제시한다. 우선적으로 2 차원 도파관 구조는 유효 굴절률 법을 사용하여 1 차원 도파관 구조로 변형되고 이렇게 얻어진 등가의 평면 다중 양자 우물 도파관의 도파 특성 행렬은 새롭게 제시된 각도 스캔법(scanning angle method)에 의하여 분석된다. 직사각형 다중 양자 우물 도파관의 유효 굴절률, 모드 전장세기, 광 구속 인자는 이 방법을 사용하여 효율적으로 얻을 수 있다. 모의 실험결과는 유한 요소 법에 기초된 해와 거의 정확한 일치를 보인다. 또한 직사각형 다중 양자 우물 도파관의 분석을 위한 두 가지의 근사 해석 방식을 새롭게 도입하고 그 방식들의 유효성을 검증하였다. 퍼터베이션 분석(perturbation analysis)을 사용하여 직사각형 다중양자 우물 도파관에서 전송되는 모드의 전력 손실 계수를 새롭게 유도하고 평면 다중 양자 우물 도파관 근사를 사용한 전형적인 방법의 결과와 비교하였다.

• Carbon letters
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• 제25권
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• pp.84-88
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• 2018

At present, an important research area is the search for materials that are compatible with CMOS technology and achieve a satisfactory response rate and modulation efficiency. A strong local field of graphene surface plasmon polariton (SPP) can increase the interaction between light and graphene, reduce device size, and facilitate the integration of materials with CMOS. In this study, we design a new modulator of SPP-based cycle branch graphene waveguide. The structure comprises a primary waveguide of graphene-$LiNbO_3$-graphene, and a secondary cycle branch waveguide is etched on the surface of $LiNbO_3$. Part of the incident light in the primary waveguide enters the secondary waveguide, thus leading to a phase difference with the primary waveguide as reflected at the end of the branch and interaction coupling to enhance output light intensity. Through feature analysis, we discover that the area of the secondary waveguide shows significant localized fields and SPPs. Moreover, the cycle branch graphene waveguide can realize gain compensation, reduce transmission loss, and increase transmission distance. Numerical simulations show that the minimum effective mode field area is about $0.0130{\lambda}^2$, the gain coefficient is about $700cm^{-1}$, and the quality factor can reach 150. The structure can realize the mode field limits of deep subwavelength and achieve a good comprehensive performance.

• ETRI Journal
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• 제21권2호
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• pp.1-8
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• 1999

We analyze the characteristics of a coaxial-to-waveguide transition based on the finite difference time domain (FDTD) method with the cylindrical to rectangular cell interpolation scheme. The scheme presented in this paper is well suited for the analysis of a microwave device with a probe near waveguide discontinuity because perfect TEM mode can be generated inside the coaxial cable by using the cylindrical cell. The scattering parameters of a designed Ka-band transition are evaluated and compared with those of commercially available software, High Frequency Structure analysis Simulator (HFSS) and measured data. There exists good agreement between the measured and calculated data. In order to prove an accuracy of the interpolation scheme, a coaxial to waveguide transition with a disk-loaded probe is analyzed by the present approach and the results of this analysis are compared with measured data. Comparison shows that our results match very closely to those of measurement and other approaches. The method presented in this paper can be applied to analyze the characteristics of a probe excited cavity, coaxial waveguide T-Junctions, and so on.

• 전자공학회논문지A
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• 제30A권7호
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• pp.19-25
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• 1993

By using the point matching method, the coplanar waveguide shielded by the rectangular waveguide has been analyzed. The particular potential solution of C.P.W has been obtained from the boundary condition by using the point matching method. The line capacitance has been obtained from the total charge of the center conductor per length. The effective dielectric constant and the line impedance have been obtained from the line capacitance of C.P.W.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제16권1호
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• pp.70-75
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• 2012

An optimization methodology for designing a dielectric-filled plasmonic slot waveguide is presented. The genetic algorithm combined with a rigorous analysis based on the finite element method is used to optimize a nano-scaled plasmonic slot waveguide to have high mode confinement and a long propagation length, for which the objective function is defined as a figure of merit combining both propagation parameters.