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        • KCI등재

          비대칭 Si3N4 격자를 사용한 고효율 GMR 컬러 필터의 구현

          호광춘 한국인터넷방송통신학회 2017 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.17 No.1

          본 논문에서는 높은 효율의 GMR(guided-mode resonant) 컬러 필터를 제안하고 구현하였다. GMR 컬러 필터는 서로 보완적인 고정 격자와 이동 격자가 포함한 Si3N4/air 층으로 구성하였다. 제안한 소자는 정확한 등가 전송선로 이론(RETT)에 기초한 수치 해석과 서브 파장 대역에서 동작하는 격자구조를 사용하여 설계하였다. 수치해석 결과, GMR 컬러 필터는 범위에서 blue-green 컬러에 대하여 그리고 범위에서 red 컬러에 대하여 약 35 nm의 동조특성을 보였다. 또한, 컬러 필터는 blue, green 그리고 red 컬러의 중심 주파수에서 각각 99%, 98%, 99%의 효율을 가지고 약 8 nm의 대역폭을 나타내었으며, 앞선 논문들에서 보고된 내용보다 더 높은 효율을 보여주었다. In this paper, a highly efficient GMR(guided-mode resonant) color filter is proposed and implemented. The GMR color filter consists of Si3N4/air layers containing complementary fixed and mobile gratings. The device is designed using RETT(rigorous equivalent transmission-line theory) and a grating structure operating in subwavelength. The numerical result reveals that the color filter has a tuning capability of about 35 nm over the range for blue-green color and across range for red color. Furthermore, The color filters have a spectral bandwidth of about 8 nm with efficiencies of 99%, 98%, and 99% at the center wavelength of blue, green, and red color, respectively, and these are higher efficiencies than reported in the literature previously.

        • KCI등재

          천이영역을 갖는 원통형 격자필터 설계를 위한 간단한 해석적 방법

          호광춘,Ho, Kwang-Chun 한국광학회 2006 한국광학회지 Vol.17 No.3

          협대역 천이영역을 갖는 원통형 격자전송구조 (Circular Bragg Grating: CBG) 가 최근 DWDM을 위한 광통신용 대역통과 필터로 널리 사용되고 있다. 이 원통형 Bragg 격자 구조들의 광 필터특성을 분석하기 위하여 본 논문에서는 Floquet-Babinet의 원리에 의존하는 새로운 해석적인 모드 전송선로 이른 (Modal Transmission-Line Theory: MTLT)을 제시하였다. 수치해석 결과, 제안한 해석법은 CBG의 필터특성을 분석하기 위한 유용한 프로그래밍 알고리즘을 제공하고, 다층 원통형 주기 구조들의 그 전송특성을 분석하기 위하여 쉽게 발전시킬 수 있음을 보였다. Circular Bragg gratings(CBGs) canbe incorporated in most of the semiconductor laser devices because of the frequency-selective property applicable as an optical narrowband-pass filter in DWDM optical communications. In this paper, the optical filtering characteristics of CBGs are evaluated by a novel and simple analytic modal transmission-line theory(MTLT), which is based on Floquet-Babinet's principle. The numerical results reveal that this method offers a simple and convenient algorithm to analyze the filtering characteristics of CBGs as well as is extended conveniently to evaluate the guiding problems of circular multi-layered periodic structures.

        • KCI등재

          광통신용 원통형 격자필터 설계를 위한 모드 전송선로 이론

          호광춘,박천관 대한전자공학회 2003 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.40 No.4

          Circular Distributed-feedback (DFB) guiding structures can be incorporated in most of the semiconductor laser devices because of the frequency-selective property applicable as an optical filter in optical communications. In this paper, we present a novel and simple modal transmission-line theory (MTLT) using Floquet-Babinet's principle to analyze the optical filtering characteristics of Bragg gratings with cylindrical profile. The numerical results reveal that this method offers a simple and convenient algorithm to analyze the filtering characteristics of circular DFB configurations as well as is extended conveniently to evaluate the guiding problems of circular multi-layered periodic structures. 최근, 원통형 DFB전송 구조들은 다양한 광 소자들과 결합하여 광통신용 필터로널리 사용되고 있다. 이 원통형 Bragg 격자 구조들의 광 필터특성을 분석하기 위하여 본 논문에서는 Floquet-Babinet의 원리에 의존한 새롭고 쉬운 모드 전송선로 이론 (Modal Transmission-Line Theory)을 제시하였다. 수치해석 결과, 제안한 해석법은 원통형 DFB전송 구조들의 필터특성을 분석하기 위한 유용한 프로그래밍 알고리즘을 제공하고, 다층 원통형 주기 구조들의 전송특성을 분석하기 위하여 쉽게 발전시킬 수 있음을 보였다.

        • KCI등재

          Photonic 안테나에서 광섬유와마이크로스트립 안테나사이의 새로운 결합조건

          호광춘 대한전자공학회 2006 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.43 No.4

          Strongly motivated by the need for significant reduction in the optics-to-antenna interface circuitry used in a photonically controlled array, it has proposed the design development of a novel "true photonic antenna" consisted of optical fiber and micro-strip antenna. To clarify the design capability of the geometry, modal transmission-line theory including the discontinuity property between circular and planar guiding structures is defined, and the optical power coupling of a slot-coupled microstrip antenna directly fed from an optical fiber using photoconductive effect is evaluated numerically. The numerical results reveal that the maximum power transfer between the two different guiding structures occurs at a new point, in which the guiding powers of two rigorous modes are equally partitioned. 광 신호 제어 시스템에서 사용되는 광/안테나 연결회로의 제작 간소화에 대한 중요성이 지속적으로 대두되고 있다. 이를 위하여, 본 논문에서는 광섬유로 제작된 새로운 형태의 photonic 안테나 설계에서 광 도전 효과에 기인한 광섬유와 슬롯 결합형 마이크로 스트립 안테나 사이의 광 결합효율을 수치 해석적으로 분석하였다. 결합특성을 정확하게 분석하기 위하여 원통형, 평면형 전송구조들이 결합할 때 발생하는 불연속 특성을 포함한 새로운 모드 전송선로 이론을 정의하였다. 분석결과, 서로 다른 두 전송구조에서의 최대 전력전송은 그 결합영역에서 전파하는 정확한 두 모드들의 전송전력이 균등하게 분배되는 새로운 지점에서 발생함을 보였다.

        • KCI등재

          격자구조형 광섬유 결합기에서 최적 전력결합을 결정하기 위한 새로운 조건

          호광춘,호광수,Ho, Kwang-Chun,Ho, Kwang-Soo 한국광학회 2006 한국광학회지 Vol.17 No.2

          A grating-assisted fiber coupler(GAFC), which consists of a thin-film waveguide with grating and circular optical fiber, is proposed and the optimized power coupling is evaluated by using a technique amenable to rigorous longitudinal modal transmission-line theory(L-MTLT). In addition, novel criteria to couple an optical signal incident through the grating waveguide to a single-mode optical fiber are proposed. The numerical result reveals that the optimized power coupling occurs at minimum-gap condition between rigorous modes rather than for the conventional phase-matching condition. 격자 구조형 평면도파로와 원통형 광섬유로 구성된 격자구조형 광섬유 결합기(GAFC)를 제안하였고, 그 최적 전력결합 특성을 종방향 모드 전송선로이론(L-MTLT)에 기초하여 분석하였다. 또한, 격자 구조형 평면도파로에서 입사된 광신호가 단일 모드 광섬유로 결합되기 위한 새로운 최적 조건들을 제시하였다. 수치해석 결과 GAFCs에서 최적 전력결합 특성은 기존에 널리 사용하는 위상정합 조건이 아닌 새로운 조건(즉, 정확한 모드의 최소간격 조건)에서 나타났다.

        • KCI등재

          전송선로 이론에 기초한 파장 변환 DFB 레이저의 정적 및 동적 작용

          호광춘 한국인터넷방송통신학회 2014 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.14 No.2

          2단으로 구성된 DFB 레이저의 정적 및 동적 작용을 분석하기 위하여 종방향 모드 전송선로 이론 (L-MTLT)을 이용하였다. 활성영역을 갖는 DFB 구조의 특성 임피던스와 등가 전파상수를 L-MTLT에 기초하여 유 도하였다. 2단으로 구성된 DFB 레이저가 전송선로 망으로 유사화 되었으며, 각 단은 그에 대응하는 등가 요소들로 등 가화된 전송선로 블록으로 나타내었다. 등가 전송선로 망에 기초한 DFB 레이저의 종방향 공진 조건 (resonance condition)이 레이트 방정식 (rate equation)을 재구성하기 위하여 사용되었으며, 이를 이용하여 활성여역을 갖는 2단 DFB 레이저의 정적 및 동적 작용을 자세하게 분석하였다. A longitudinal modal transmission-line theory(L-MTLT) to analyze the static and dynamic behavior of two-section distributed feedback (DFB) lasers is used. The characteristic impedance and equivalent propagation constant of DFB structure with active layer are derived from L-MTLT. A two-section DFB laser is analogous to a transmission-line network, in which each section is described by transmission-line block corresponding to the equivalent factors. The longitudinal resonant condition of DFB laser based on equivalent transmission-line network is used to reformulate the rate equations so that static and dynamic behavior of two-section DFB lasers with active layer is demonstrated and analyzed accurately.

        • KCI등재

          Bragg 격자구조가 집적된 편광 무의존성 방향성 결합기와 다중모드 간섭 결합기의 설계

          호광춘,Ho, Kwang-Chun 한국광학회 2007 한국광학회지 Vol.18 No.5

          Rib 형태의 전송구조로 구성된 편광 무의존성 방향성 결합기(DC)와 다중모드 간섭결합기(MMI)의 설계특성을 종방향 모드 전송선로 해석법(L-MTLT)을 이용하여 정확하게 비교 분석하였다. 두 전송모드들의 결합특성에 의존하는 편향 무의존성 DC 소자를 이용하여 다중모드들의 결합과 간섭특성을 나타내는 MMI 결합기가 설계될 수 있음을 보였다. 또한, 편향 무의존성 DC와 MMI 소자들의 결합효율을 결합길이와 파장의 변화에 따라 자세하게 비교 분석하였다. 그 결과를 기반으로 광통신용 소자에서 필터로 널리 사용 가능한 Bragg 격자구조가 집적된 편향 무의존성 DC와 MMI를 설계하고 그 필터특성을 처음으로 비교 분석하였다. 분석결과, TE와 TM 모드들 사이의 결합길이가 같도록 설계한 DC는 MMI보다 편광 무의존성 필터링 특성에 있어서 더욱 좋은 성능을 나타냈다. 그러나, 편광무의존성 결합길이가 현저하게 작은 MMI가 DC보다 집적소자 소형화를 위하여 더욱 좋은 소자임을 보였다. This paper presents a rigorous comparison of the design characteristics of polarization-insensitive directional coupler (DC) and multimode interference (MMI) coupler based on rib type waveguides, by using longitudinal modal transmission-line theory (L-MTLT). It shows that the multimode mixing and interference property of MMI can be structurally designed through the continuous evolution of the two-mode coupling property of DC. It also compares and analyzes the coupling efficiency along with the coupling length and the wavelength between polarization-insensitive DC and MMI. From the design properties obtained, it demonstrates for the first time the integration of polarization-insensitive DC or MMI with a Bragg grating and evaluates precisely the filtering characteristics. The numerical results reveal that the DC, as long as it is designed to have the same coupling length for TE and TM modes, has better performance than the MMI in polarization-insensitive filtering behaviour. However, it shows that the MMI with much less coupling length than DC is preferred in the miniaturization of integrated devices.

        • KCI등재

          나노 양자우물구조를 이용한 광통신용 방향성 결합기의 설계

          호광춘,Ho, Kwang-Chun 한국광학회 2005 한국광학회지 Vol.16 No.2

          나노 크기 양자우물구조로 구성된 광통신용 방향성결합기를 모드전송선천 이론을 이용하여 설계하였다. 그 타당성과 유용성을 보이기 위하여 나노 결합기의 그 전파특성과 결합특성을 서로 다른 유효질량으로 구성된 이중 양자우물구조에서 분석하였다. 그 수치해석 결과 전체 전자에너지가 83.9 meV일 때, 결합길이 295.3 nm에서 최대 결합효율을 나타내었다. 더욱이, 이중 양자우물구조 사이의 장벽(barrier) 두께가 증가함에 따라 협대역(narrowband) 필터로 동작하였다. An optical directional coupler, which consists of quantum wells with nanothickness, is designed by using Modal Transmission Line Theory (MTLT). To demonstrate the validity and usefulness, the propagation characteristics and the coupling efficiencies are rigorously evaluated at nanoscale couplers, which consist of double quantum wells with different effective masses. The numerical result reveals that the coupling efficiency of nanoscale couplers is maximized at a coupling length 2052.3 nm, if the total electron energy is 83.9 meV. Furthermore, the coupler operates as a filter with narrower band as the barrier thickness increases.

        • KCI등재

          나비형 격자구조 다중모드 간섭 결합기를 사용한 소자의 소형화

          호광춘,Ho, Kwang-Chun 한국광학회 2008 한국광학회지 Vol.19 No.1

          다중 모드 간섭 결합기를 소형화하기 위한 새로운 구조가 본 논문에서 제안되었다. N개의 입/출력 단자를 갖는 $N{\times}N$ MMI 결합기의 결합길이는 MMI 영역 폭의 증가에 따라 2의 급수에 비례하여 증가한다. 그 결과 많은 N개의 단자로 구성된 MMI 결합기를 설계 할 경우 소자의 크기가 기하급수적으로 커진다. 그러므로, 설계 시에 발생하는 문제를 해결하기 위하여 기존에 제안되어 왔던 MMI 결합기보다 더운 작은 소자크기를 갖는 새로운 나비형 격자구조 MMI 결합기를 제안하고 분석하였다. 또한, 제안한 소자에 대한 이론적 분석을 통하여 새로운 설계 기준을 제시하였고 수치해석적 결과와 비교 분석하였다. In this paper, a novel architecture for device miniaturization of multimode interference-based (MMI) couplers is proposed. The coupling length of $N{\times}N$ MMI couplers scales as the square of the MMI region width so that the use of these structures with large-N ports can require large chip size. To solve the design problem, the butterfly grating-assisted MMI couplers, that have smaller device dimensions than conventional MMI couplers, are discussed and evaluated. Numerical simulations and novel design rules for such structures derived through theoretical analysis are presented.

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