결의 (決疑) : 승려 (僧侶)의 삭발 (削髮)하는 이유는 무엇임닛가 ( 최운경 (崔雲耕) 문 (問) , 지전 (之田) 답 (答) )

최운경,지전 금강산사 1935 金剛山 Vol.- No.6

하부 거울층을 이용한 AlGaAs/GaAs 완전 공핍 광 싸이리스터 특성 분석

최운경,김두근,최영완 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.42 No.1

We fabricate and analyze fully depleted optical thyristors (DOTs) using quarter wavelength reflector stacks (QWRS). QWRS are employed as bottom mirrors to enhance the emission efficiency as well as the optical sensitivity. In order to analyze their switching characteristics, S-shape nonlinear current-voltage curves are simulated and the reverse full-depletion voltages (Vneg's) of DOTs are obtained as function of semiconductor parameters by using a finite difference method (FDM). The fabricated DOTs show sufficient nonlinear s-shape I-V characteristics and switching voltage changes of these devices with and without bottom mirrors show 1.82 V and 1.52 V, respectively. Compared to a conventional DOT, this device with the bottom mirrors shows about 20% and 46% enhancement in switching voltage change and spontaneous emission efficiency, respectively. 본 연구에서는 광논리 및 광접속에 응용할 수 있는 GaAs/AlGaAs 구조의 완전 공핍 광 싸이리스터(depleted optical thyristor, DOT)에 1/4 파장 거울층 (quarter wavelength reflector stacks, QWRS)을 제작하여 특성을 측정 분석하였다. 바닥면에 위치한 QWRS는 광 방출 효율뿐만 아니라 흡수 효율을 증가시킨다. 바닥면에 QWRS를 넣은 것과 그렇지 않은 두가지의 DOT를 제작하여 비선형 S-자 형의 전류-전압 특성, 광 방출 효율 및 흡수 효율을 측정, 분석하였다. 하부 거울층을 삽입한 DOT와 기존의 DOT의 스위칭 변화는 각각 1.82 V와 1.52 V로 흡수효율에서 20 % 증가함을 보인다. 뿐만 아니라, 하부 거울층을 이용한 DOT는 기존의 소자에 비하여 발광 효율 면에서 최고 46 % 향상된 결과를 나타낸다. 스위칭 특성을 분석하기 위하여 순방향 전압에서 비선형 s-자형의 전류-전압 특성을, 역방향 전압에서 완전 공핍 전압을 모의실험을 통하여 알아보았다. 모의실험 방법으로 유한 차분 방법 (finite difference method, FDM)을 이용하여 최적화된 DOT 각 층의 두께와 도핑 농도를 구하였다.

완전공핍 광 싸이리스터에서 입출력의 높은 아이솔레이션을 위한 수직 입사형 구조에 관한 연구

최운경,김두근,문년태,김도균,최영완 대한전기학회 2005 전기학회논문지C Vol.54 No.1(C)

This study shows the lasing characteristics of InGaAs/InGaAsP multiple-quantum-well waveguide-type depleted optical thyristor (DOT) using the vertical window. The measured switching voltage and current are 3.36 V and 10 ㎂, respectively. The lasing threshold current is 131 mA at 25 ℃. The output peak wavelength is 1570 nm at a bias current of 1.22 Ith and there is not input signal anymore in the output port. The vertical injection depleted optical thyristor - laser diode (VIDOT-LD) using the vertical-injection structure shows very good isolation between input and output signal.

낮은 문턱 전류를 위한 Vertical Cavity Laser-Depleted Optical Thyristor 의 레이징 특성에 관한 연구

최운경,최영완 대한전자공학회 2006 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.43 No.7

We show for the first time the optical properties of the selectively oxidized vertical cavity laser (VCL) depleted optical thyristor (DOT), which has not only a low threshold current, but also a high sensitivity to the optical input light. In order to analyze their switching characteristics, nonlinear S-shaped current-voltage characteristics are calculated and the reverse full-depletion voltages (Vneg's) are obtained as function of semiconductor parameters by using a finite difference method (FDM). The selectively oxidized PnpN VCL-DOT clearly shows the nonlinear s-shaped current-voltage and lasing characteristics. A switching voltage of 5.24 V, a holding voltage of 1.50 V, a spectral response at 854.5 nm, and a very low threshold current of 0.65 mA is measured, making these devices attractive for optical processing applications. 본 연구에서는 광 논리 및 광 접속에 응용할 수 있는 GaAs/AlGaAs 구조의 완전 공핍 광 싸이리스터(depleted optical thyristor, DOT)에 VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser diode)을 응용하여, 활성층 위, 아래에 1/4 파장 거울층 (quarter wavelength reflector stacks)을 제작함으로서 본 구조에서 최초의 레이징 특성을 구현하였고, 그 특성을 측정, 분석하였다. 스위칭 특성을 알아보기 위하여 순방향 전압에서는 비선형 s-자형의 전류-전압 특성을, 역방향 전압에서는 완전 공핍 전압을 모의실험으로 알아보았다. 모의실험을 바탕으로 설계, 제작한 VCL-DOT(Vertical Cavity Laser - Depleted Optical Thyristor)의 스위칭 전압과 전류는 5.24 V, 5 ㎂ 이고, 홀딩 전압과 전류는 각각 1.50 V, 100 ㎂ 가 나왔다. 측정된 레이징 문턱 전류는 0.65 mA 이고, 출력 파장은 854.5 nm의 레이징 특성을 확인하였다.

1.561 ㎛에서 동작하는 MQW 도파로형 Depleted Optical Thyristor의 레이징 특성 분석

최운경,우덕하,김선호,김두근,최영완,이석 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.41 No.01

본 연구에서는 광통신 시스템에 응용할 수 있는 InGaAs/InGaAsP 다중 양자 우물의 장파장용 완전 공핍 광 싸이리스터(depleted optical thyristor)를 제안하고, 도파로 형태로 소자를 제작하여, 최초로 레이징 특성을 측정 분석하였다. 먼저, 완전 공핍 광 싸이리스터에 있어서 스위칭 전압과 전류는 각각 4.63 V 와 10 ㎂로 측정되었고, 홀딩 전압(holding voltage)과 전류는 각각 0.59 V, 20 ㎂에서 그 특성이 나타났다. 또한, 레이징 되는 문턱 전류(threshold current)는 25 ℃에서 111 ㎃, 10 ℃에서 72.5 ㎃로 각각 나타났으며, 문턱 전류의 약 1.41배에 해당하는 동작 전류에서 측정된 레이징 중심 파장은 1.561 ㎛로 나타남을 확인하였다. We present the first demonstration of waveguide-type depleted optical thyristor laser diode with InGaAs/InGaAsP multiple quantum well structure. The measured switching voltage and current are 4.63 V and 10 ㎂ respectively. The holding voltage and current are respectively 0.59 V, 20 ㎂. The lasing threshold current at the temperature of 25 ℃ and 10 ℃ are 111 ㎃A and 72.5 ㎃, respectively. The lasing wavelength is centered at 1.561 ㎛ at a bias current equal to 1.41 times threshold..

하부 거울층을 이용한 AIGaAs/GaAs 완전 공핍 광 싸이리스터 특성 분석

최운경,김두근,최영완,Choi Woon-Kyiug,Kim Doo-Gun,Choi Young-Wan 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.42 No.1

본 연구에서는 광논리 및 광접속에 응용할 수 있는 GaAs/AIGaAs 구조의 완전 공핍 광 싸이리스터(depleted optical thyristor, DOT)에 1/4 파장 거울층 (quarter wavelength reflector stacks, QWRS)을 제작하여 특성을 측정 분석하였다. 바닥면에 위치한 QWRS는 광 방출 효율뿐만 아니라 흡수 효율을 증가시킨다. 바닥면에 QWRS를 넣은 것과 그렇지 않은 두가지의 DOT를 제작하여 비선형 S-자 형의 전류-전압 특성, 광 방출 효율 및 흡수 효율을 측정, 분석하였다. 하부 거울층을 삽입한 DOT와 기존의 DOT의 스위칭 변화는 각각 1.82 V와 1.52 V로 흡수효율에서 20 % 증가함을 보인다. 뿐만 아니라, 하부 거울층을 이용한 DOT는 기존의 소자에 비하여 발광 효율 면에서 최고 46 % 향상된 결과를 나타낸다. 스위칭 특성을 분석하기 위하여 순방향 전압에서 비선형 s-자형의 전류-전압 특성을, 역방향 전압에서 완전 공핍 전압을 모의실험을 통하여 알아보았다. 모의실험 방법으로 유한 차분 방법 (finite difference method, FDM)을 이용하여 최적화된 DOT 각 층의 두께와 도핑 농도를 구하였다. We fabricate and analyze fully depleted optical thyristors (DOTs) using quarter wavelength reflector stacks (QWRS). QWRS are employed as bottom mirrors to enhance the emission efficiency as well as the optical sensitivity. In order to analyze their switching characteristics, S-shape nonlinear current-voltage curves are simulated and the reverse full-depletion voltages (Vneg's) of DOTs are obtained as function of semiconductor parameters by using a finite difference method (FDM). The fabricated DOTs show sufficient nonlinear s-shape I-V characteristics and switching voltage changes of these devices with and without bottom mirrors show 1.82 V and 1.52 V, respectively. Compared to a conventional DOT, this device with the bottom mirrors shows about 20% and 46% enhancement in switching voltage change and spontaneous emission efficiency, respectively.

1.561um에서 동작하는 MQW 도파로형 Depleted Optical Thyristor의 레이징 특성 분석

최운경,김두근,최영완,이석,우덕하,김선호,Choi Woon Kyung,Kim Doo-Gun,Choi Young-Wan,Lee Seok,Woo Deok-Ha,Kim Sun-Ho 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.41 No.1

본 연구에서는 광통신 시스템에 응용할 수 있는 InGaAs/lnGaAsP 다중 양자 우물의 장파장용 완전 공핍 광 싸이리스터(depleted optical thyristor)를 제안하고, 도파로 형태로 소자를 제작하여, 최초로 레이징 특성을 측정 분석하였다. 먼저, 완전공핍 광 싸이리스터에 있어서 스위칭 전압과 전류는 각각 4.63 V 와 10uA로 측정되었고, 홀딩 전압(holding voltage)과 전류는 각각 0.59V, 20uA에서 그 특성이 나타났다. 또한, 레이징 되는 문턱 전류(threshold current)는 $25^{\circ}C$에서 111 mA, $10^{\circ}C$에서 72.5 mA로 각각 나타났으며, 문턱 전류의 약 1.41배에 해당하는 동작 전류에서 측정된 레이징 중심 파장은 1.561um로 나타남을 확인하였다. We present the first demonstration of waveguide-type depleted optical thyristor laser diode with InGaAs/InGaAsP multiple quantum well structure. The measured switching voltage and current are 4.63 V and 10uA respectively. The holding voltage and current are respectively 0.59 V, 20uA. The lasing threshold current at the temperature of $25^{\circ}C$ and $10^{\circ}C$ are 111 mAA and 72.5 mA, respectively. The lasing wavelength is centered at 1.561um at a bias current equal to 1.41 times threshold.

표면 방출 Depleted Optical Thyristor의 레이징 특성에 관한 연구

최운경,김두근,최영완,이석,우덕하,변영태,김선호 한국통신학회 2004 한국통신학회 기타 간행물 Vol.2004 No.11

집적화된 광 싸이리스터와 수직구조 레이저를 이용한 광 로직 AND/OR 게이트에 관한 연구

최운경,김두근,김도균,최영완 대한전자공학회 2006 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.43 No.12

Latching optical switches and optical logic gates AND and OR are demonstrated, for the first time, by the monolithic integration of a vertical cavity lasers with depleted optical thyristor structure, which have not only a low threshold current with 0.65 mA, but also a high on/off contrast ratio more than 50 dB. By simple operating technique with changing a reference switching voltage, this single device operates as two logic functions, optical logic AND and OR. The thyristor laser fabricated using the oxidation process achieved a high optical output power efficiency and a high sensitivity to the optical input light. 본 연구에서는 GaAs/AlGaAs 구조의 수직 구조 레이저 - 완전 공핍 광 싸이리스터를 제작하여, 광 논리 및 광 스위칭 시스템에 응용할 수 있는, 광 AND- 와 OR- 게이트를 구현하였고, 그 특성을 측정, 분석하였다. 제작된 단일 소자 타입의 광 싸이리스터는 하나의 소자에서 간단한 기준 스위칭 전압의 변화만으로 광 AND 와 OR 게이트를 모두 구현할 수 있다는 장점을 갖는다. 활성층 위, 아래에 1/4 파장 거울층 구조를 채택하고, 선택적 산화공법을 이용하여 0.65 mA의 낮은 문턱전류 값을 얻었고, 50 dB 이상의 높은 온/오프 대비를 보였으며, 높은 광 출력 효율과 입력 광 신호에 대한 높은 선택도를 얻을 수 있었다. 제작된 광 싸이리스터는 실험적으로 S자형의 전류-전압 특성곡선을 얻었고, 빛의 세기가 증가함에 따라 스위칭 전압이 5.20 V에서 1.90 V로 현저히 줄어드는 것을 확인하였다.

광 로직 게이트 구현을 위한 차동구조 Vertical Cavity Laser - Depleted Optical Thyristor에 관한 연구

최운경,김두근,최영완 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.44 No.7

Latching optical switches and optical logic gates with AND or OR, and the INVERT functionality are demonstrated, for the first time, by the monolithic integration of a differential typed vertical cavity laser with depleted optical thyristor (VCL-DOT) structure with a low threshold current of 0.65 mA, a high slope efficiency of 0.38 mW/mA, and high sensitivity to input optical light. Many kinds of logic functions (AND, OR, NAND, NOR, and INVERT) are experimentally demonstrated using a differential switching operation scheme changing the intensity of a reference input beam without any changes of electrical circuits. 본 연구에서는 광 논리 및 광 스위칭 시스템에 응용할 수 있는 수직 구조 레이저 - 완전 공핍 광 싸이리스터 (vertical cavity laser - depleted optical thyristor, VCL-DOT)를 제작하고, 본 연구실에서 제안한 차동 스위칭 방법을 이용하여 광 로직(AND, OR, NAND, NOR, INVERT) 함수를 구현하였고, 그 특성을 측정, 분석하였다. 제작한 VCL-DOT는 0.65 mA의 낮은 레이징 문턱 전류, 0.38 mW/mA의 높은 slope efficiency, 그리고 낮은 입력 광파워에도 높은 민감도를 보인다. 차동 소자 타입의 광 싸이리스터를 이용하면 복잡한 전기 회로를 이용하지 않고도, 집적화된 단일 소자에서 간단한 기준 광입력 신호의 파워를 제어함으로써 다양한 광 로직 게이트를 구현할 수 있다는 장점을 갖는다.