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무편광 유전체 다층박막 회절격자의 효율 보정 (Diffraction-efficiency Correction of Polarization-independent Multilayer Dielectric Gratings)

  • 조현주;김관하;김동환;이용수;김상인;조준용;김현태
    • 한국광학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.22-27
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    • 2022
  • 격자의 구조가 간단하고 격자의 대조비가 낮은 SBC 시스템 구성을 위한 무편광 유전체 다층박막 회절격자를 제작하였다. 제작된 박막의 굴절률과 두께 오차로 인하여, 제작된 회절격자의 회절 효율은 설계보다 낮은 값을 나타내었다. 오차를 발생시킨 원인을 분석하고, 제작된 회절격자 위에 추가의 코팅을 통하여 회절 효율 보정이 가능함을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 시뮬레이션 결과를 확인하기 위하여 제작된 회절격자 위에 Ta2O5 추가층을 제작하고 회절격자를 측정한 결과 회절 효율 보상이 이루어졌으며, 최고 91.7%의 무편광 회절 효율을 얻었다.

FBG를 이용한 파장가변 형 전광 필터의 고온 특성에 관한 연구 (A Study on the High-Temperature Characteristics of a Tunable All-Optical Filter Using Fiber Bragg Grating)

  • 손용환;양세훈;김현승;한상국
    • 전기전자학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.263-269
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    • 2010
  • 본 논문에서는 Germanium 및 Germanium과 Boron이 도핑 된 광섬유의 FBG를 이용한 파장가변 형 전광 필터의 고온 특성을 고찰하고, 온도 변화에 대한 파장가변 형 FBG 필터의 반사도, 선폭, 정규화 굴절률 차의 특성 변화를 수치해석을 통해 비교 고찰 하였다. 굴절률 차의 변화에 따른 FBG 필터의 반사 스펙트럼은 온도 안정성에 영향을 받으며, Germanium이 도핑 된 광섬유의 FBG 필터가 Germanium과 Boron이 도핑 된 광섬유의 FBG 필터보다 온도변화에 더 안정성을 가짐을 알 수 있다. 또한 $500^{\circ}C$ 까지의 온도에 대해서는 두 가지 모두 필터로서 온도변화에 안정성을 가짐을 알 수 있다.

회절격자 주기의 랜덤 변이가 DFB 레이저 특성에 미치는 영향 (Effects of the Random Fluctuation in Grating Period on the Characteristics of DFB Lasers)

  • 한재웅;김상배
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권8호
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    • pp.76-85
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    • 2000
  • 회절격자 주기의 랜덤 변이가 DFB 레이저의 특성에 미치는 영향을 유효 굴절률 전달 매트릭스 방법을 이용하여 해석하였다. 레이저의 양 거울면은 완전 무반사 처리되었다고 가정하였으며, 회절격자 주기의 변이는 Gaussian 랜덤 변수로 표현하였다. 회절격자 주기의 랜덤 변이는 균일 회절격자 DFB 레이저와 QWS-DFB 레이저 스펙트럼의 대칭성을 깨뜨리고 유효 결합계수를 감소시킨다. 이에 따라 균일 회절격자 DFB 레이저에서는 ${\pm}$1모드 거울면 손실의 평균값이 증가하고 금지 대역폭이 감소하며, QWS-DFB 레이저에서는 단일모드 안정성과 파장 정확도가 저하된다. QWS-DFB 레이저의 거울면 손실 차이는 결합계수에 관계없이 회절격자 주기의 랜덤 변이가 카짐에 따라 감소하고, spatial hole-burning 효과는 정규화된 결합계수가 1.5보다 클 때에는 주는 데 반하여 작을 때에는 커진다.

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결정 벽개면을 갖는 DFB 레이저의 이득과 주파수 분석 (Analysis of Gain and Frequency in a DFB laser with Cleaved Facets)

  • 이창석;권기영;기장근;조현묵
    • 한국소프트웨어감정평가학회 논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.117-125
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    • 2020
  • 본 논문에서는 벽개된 두 거울 면을 갖는, 1.55um 파장인 DFB 레이저에서 이득 그레이팅과 굴절률 그레이팅이 함께 존재할 때, 편의상 ρl의 위상=0으로 고정시키고, ρr의 위상을 -π/2, π, π/2, 0인 경우로 변화시킬 때, 발진 주파수와 발진 이득의 변화를 이론적으로 해석하였다. δL<0인 경우, (ρl의 위상=0, ρr의 위상=0)인 경우에, κL을 0.1로부터 10까지 증가시킬 때, 발진하기 위해 요구되는 발진 이득이 가장 낮은 경우는 κL=10인 경우이고, 이때 고차 모드와의 발진 이득의 차이가 커서 가장 안정된 주파수 동작을 얻을 수 있다. δL>0인 경우, (ρl의 위상=0, ρr의 위상=π)인 경우에, κL을 0.1로부터 10까지 증가시킬 때, 발진하기 위해 요구되는 발진 이득이 가장 낮은 경우는 κL=10이고, 이때 고차 모드와의 발진 이득의 차이가 커서 가장 안정된 주파수 동작을 얻을 수 있다.

무반사 면을 갖는 DFB 레이저의 빔 분포 시뮬레이션과 검정 (Simulation and Examination for Beam Profile of DFB Laser with an Anti-reflection Coated Mirror)

  • 권기영;기장근
    • 한국소프트웨어감정평가학회 논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.55-63
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    • 2020
  • 광대역 광통신 시스템에 사용되는 레이저는 우수한 주파수 선택성과 모드 안정성을 가져야한다. DFB(Distributed Feedback) 레이저는 고주파로 전류 변조를 하더라도 발진 주파수의 변화가 적다. 본 연구에서는 1.55um의 파장을 갖는 DFB 레이저에서 굴절률 격자와 이득 격자가 동시에 존재할 때, 오른쪽 거울 면에 반사가 일어나지 않도록 유전막 코팅을 하여 ρr=0 이 되도록 하였다. 문턱에서 최소 이득을 필요로 하는 제 1모드에 대하여, 종 방향으로의 발진 모드의 빔 분포와 방사전력비 Pl/Pr를 ρl의 위상=π인 경우와 ρl의 위상=π/2인 경우에 대하여 비교 검증했다. ρl의 위상=π인 경우, 낮은 문턱 전류와 높은 주파수 안정성을 얻기 위해서는, κL이 8보다 커야 한다. ρl의 위상=π/2인 경우, 낮은 문턱 전류를 위해서는 κL=1.0이 되도록 해야 하고, 이때 발진 주파수는 격자 주파수와 일치한다. 반사 방지 코팅을 하지 않은, 두 개의 거울 면을 가진 1.55um의 파장을 갖는 DFB 레이저보다, 한쪽 거울 면에 무반사 코팅을 한 경우에 모드 선별성이 훨씬 크다.

0.75Δ% 굴절율차를 가진 40채널 광파장 다중화 및 역다중화 소자 제작 및 특성 (40channel Arrayed Waveguide Grating with O.75delta% Refractive Index)

  • 문형명;최기선;이길현;김동훈;이지훈;이동환;오진경;곽승찬;권오관;강동수;최준석;정건;이현용
    • 한국광학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.196-200
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    • 2005
  • [ $0.75delta\%$ ]의 평판광회로(PLC;Planar Lightwave Circuit)소자의 설계 및 제작기술을 가지고 저손실과 높은 누화율을 가진 파장 다중화 및 역다중화 소자를 개발하였다. C-band AWG(Arrayed Waveguide Grating)에서의 삽입손실은 2.503이하, 누화율은 35dB이상, 균일도는 1dB이하이며 L-band에서는 Vernier 디자인을 적용하여 ITU-T의 파장 정확도가 0.04nm이하가 되도록 제작하였다.

Low-Loss Compact Arrayed Waveguide Grating with Spot-Size Converter Fabricated by a Shadow-Mask Etching Technique

  • Jeong, Geon;Kim, Dong-Hoon;Choi, Jun-Seok;Lee, Dong-Hwan;Park, Mahn-Yong;Kim, Jin-Bong;Lee, Hyung-Jong;Lee, Hyun-Yong
    • ETRI Journal
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    • 제27권1호
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    • pp.89-94
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    • 2005
  • This paper describes a low-loss, compact, 40-channel arrayed waveguide grating (AWG) which utilizes a monolithically integrated spot-size converter (SSC) for lowering the coupling loss between silica waveguides and standard single-mode fibers. The SSC is a simple waveguide structure that is tapered in both the vertical and horizontal directions. The vertically tapered structure was realized using a shadow-mask etching technique. By employing this technique, the fabricated, 40-channel, 100 GHz-spaced AWG with silica waveguides of 1.5% relative index-contrast showed an insertion-loss figure of 2.8 dB without degrading other optical performance.

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Gas-Flow Sensor using Optical Fiber Bragg Grating(FBG)

  • Shim, Joon-Hwan;Cho, Seok-Je;Yu, Yung-Ho;Sohn, Kyung-Rak
    • 한국항해항만학회지
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    • 제32권9호
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    • pp.717-722
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    • 2008
  • We have proposed and demonstrated an gas-flow sensor using optical fiber bragg grating(FEG). The flow sensor has no electronics and no mechanical parts in its sensing part and the structure is th11s simple and immune to electromagnetic interference(EMI). The FEG sensor was consisted qf the sensing element and a coil heater. The metal coil was used to supply the current to the FEG. While some currents supply to the coil, the refractive index of the FEG under the coil is changed and thus the wavelength shift of fiber optic sensor was induced In this work, the wavelength shift according to flow-rate was experimentally studied and was used to evaluate the gas flow-rate in a gas tube. As a result, it was possible to measure the flow-rate in a linear range from 5 to $20{\ell}/min$ with a resolution of approximately $1{\ell}/min$ at the applied currents of 100 mA and 120 mA. The measured sensitivities were $15.3\;pm/\ell/min$ for 100 mA and $20.2\;pm/\ell/min$ for 120 mA.

다중 구역 DFB 구조 소자의 자연 방출 스펙트럼에 관한 해석 (Analysis of the spontaneous emission spectrum of a multisection DFB structure device)

  • 정기숙;김부균;이봉영
    • 전자공학회논문지A
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    • 제33A권7호
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    • pp.230-244
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    • 1996
  • We derive analytic expressions for the spontaneous emission spectrum (SES) of a multisection distributed feedback (DFB) structure device employing complex coupled gratings including the effects of both facets reflections. The multisection DFB structure device used in the analysis is a general model which allows the independent phase of a grating in each section, and the sections without gratings. The expressions are the same as those derived by makino and glinski in case the gratings are index coupled and the phase of a grating in each section, ${\varphi}_k$ is '0' which means the phase of gratings in the device is ocntinuous. The expressions for the SES of a phase-shift-controlled (PSC) DFB structure device using tunable devices are derived from the general expressions. The number of parametes of the expressions is reduced by using the parameter of effective phase shift defined by the sum of the phase shift in a PSC region and the difference of the phase of a grating in each active region. Equations showing the effect of both facets reflections and the effective phase shift on the SES are derived. The validaty of the equations is verified by computer simultions. Computer simulation results also show the possibility of evaluating the structure parametes of the device from its SES.

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Impact of CO2 Laser Pretreatment on the Thermal Endurance of Bragg Gratings

  • Gunawardena, Dinusha Serandi;Lai, Man-Hong;Lim, Kok-Sing;Ahmad, Harith
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제20권5호
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    • pp.575-578
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    • 2016
  • The thermal endurance of fiber Bragg gratings (FBGs), written with the aid of 193-nm ArF excimer laser irradiation on H2-loaded Ge/B codoped silica fiber, and pretreated with a CO2 laser and a subsequent slow cooling process, is investigated. These treated gratings show relatively less degradation of grating strength during the thermal annealing procedure. The thermal decay characteristics of treated and untreated fiber, recorded over a time period of 9 hours, have been compared. The effect on the Bragg transmission depth (BTD) and the center-wavelength shift, as well as the growth of refractive-index change during the grating inscription process for both treated and untreated fiber, are analyzed.