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        • KCI등재

          초해상 광기록 Ge2Sb2Te5 박막의 고온광물성 연구

          이학철,최중규,이재흔,변영섭,류장위,김상열,김수경 한국광학회 2007 한국광학회지 Vol.18 No.5

          The samples composed of a GST thin film and the protective layers of ZnS-SiO2 or Al2O3 coated on c-Si substrate were prepared by using the magnetron sputtering method. Samples of three different structures were prepared, that is, i) the GST single film on c-Si substrate, ii) the GST film sandwiched by the protective ZnS-SiO2 layers on c-Si substrate, and iii) the GST film sandwiched by Al2O3 protective layers on c-Si substrate. The ellipsometric constants in the temperature range from room temperature to 700℃ were obtained by using the in-situ ellipsometer equipped with a conventional heating chamber. The measured ellipsometric constants show strong variations versus temperature. The variation of ellipsometric constants at the temperature region higher than 300℃ shows different behaviors as the ambient medium is changed from in air to in vacuum or the protective layers are changed from ZnS-SiO2 to Al2O3. Since the long heating time of 1-2 hours is believed to be the origin of the high temperature variation of ellipsometric constants upon the heating environment and the protective layers, a PRAM (Phase-Change Random Access Memory) recorder is introduced to reduce the heating time drastically. By using the PRAM recorder, the GST samples are heated up to 700℃ decomposed preventing its partial evaporation or chemical reactions with adjacent protective layers. The surface image obtained by SEM and the surface micro-roughness verified by AFM also confirmed that samples prepared by the PRAM recorder have smoother surface than the samples prepared by using the conventional heater. 마그네트론 스퍼터링 방법을 사용하여 광기록 매체인 GST 박막과 보호층인 ZnS-SiO2 박막 또는 Al2O3 박막을 c-Si 기판위에 증착 한 뒤 in-situ 타원계를 사용하여 상변화 광기록층인 GST 시료의 타원상수 온도의존성을 실시간으로 측정한 결과 300℃ 이상의 온도 에서 GST의 고온 타원상수는 가열 환경 및 보호층의 종류에 따라 큰 차이를 보여주었다.가열 환경 및 보호층의 종류에 따라GST의 고온 타원상수가 달라지는 원인인 1~2시간의 긴 승온시간을 줄이기 위해 Phase-change Random Access Memory(PRAM) 기록기를 사용하였고 수십 ns 이내의 짧은 시간내에 순간적으로 GST 시료를 가열 및 냉각하였다. GST 층이 손상되지 않고 결정화 및 고온 열처리가 되는 PRAM 기록기의 기록모드와 레이저출력 최적조건을 찾았으며 다층박막 구조에서 조사되는 레이저 에너지가 광기록층 인 GST에 흡수되는 양과 이웃하는 층으로 전파되는 양을 열확산방정식으로 나타내고 이를 수치해석적으로 풀어 레이저출력과 GST 박막의 최고 온도와의 관계를 구하였다. 지름이 1 um 정도인 레이저스폿을 대략 0.7×1.0 mm2의 면적내에 촘촘히 기록한 다음 고온 열처리된 GST 시료의 분광타원데이터를 500 um의 빔 크기를 가지는 마이크로스폿 분광타원계를 사용하여 구하고 그 복소굴절률을 결정하였다. In-situ 타원계를 사용할 때에 가열 환경 보호층 물질의 영향을 크게 받은 GST의 고온 복소굴절률은 PRAM 기록기를 사용하였을 때에는 가열환경이나 보호층의 종류에 무관하게 안정된 값을 보여주었다. Atomic Force Microscope(AFM)과 Scanning Electron Microscopy(SEM)을 통해 관찰한 GST 다층박막시료의 고온 열처리 전후 표면미시거칠기 변화도 PRAM 기록기를 사용할 때에는 in-situ 타원계를 사용할 때보다 1/10 정도의 크기를 보여주어 PRAM 기록기와 분광타원계를 사용하여 결정한 GST의 고온 광학물성의 신뢰성을 확인하여 주었다

        • KCI등재

          Cr4+ : YAG 레이저에서 열 렌즈 효과에 따른 공진기의 안정영역과 빔 허리 및 비점수차의 보상

          이봉연 한국광학회 2006 한국광학회지 Vol.17 No.5

          We obtained analytic solutions of boundary conditions to the stable region of Z-fold Cr4+ :YAG laser cavity when the conditions are with and without thermal lensing effect. Also we investigated the influence of the thermal lensing effect on the stability of cavity, beam waist, and astigmatic compensation using aberration transformation matrices. The thermal lensing effect almost has no influence on the stable region of the cavity when the crystal is located in the middle of two concave mirrors and when the distances from the concave mirror to the reflecting mirror and the output coupler are the same. The beam waist, however, is affected more in a tangential plane than in a sagittal plane, and so it is difficult to have astigmatic compensation when the thermal lensing effect exists. This result means that the thermal lensing effect should be considered even for the Kerr-lens mode-locking. Brewster 각으로 양면이 가공된 Cr4+ :YAG 결정이 장치된 Z자형 공진기의 안정영역에 대하여 열 렌즈 효과를 고려하지 않았을 때와,고려하였을 때의 경계값의 해석적 해를 구하였다.또한 수차 변환 행렬들을 사용하여 공진기의 안정성, 빔 허리, 그리고 비점수 차 보상에 대한 열 렌즈 효과가 미치는 영향도 알아보았다. 결정이 오목거울 사이의 중간 위치에 놓이고, 오목거울과 반사거울 및 출력거울의 거리가 같을 때에는 공진기의 안정영역에 미치는 열 렌즈 효과의 영향은 적으나, 빔 허리는 반사거울에서 구결면보다 자오면에서의 영향이 더 크므로 열 렌즈 효과가 있을 때의 비점수 차 보상은 더 어려워진다.이러한 결과는Kerr 렌즈 모드 잠금에서도 열 렌즈 효과가 고려되어야 함을 보인다.

        • KCI등재

          다중모드 간섭현상을 이용한 1 × 16 마하젠더 스위치 개발

          김성원,홍종균,이상선 한국광학회 2006 한국광학회지 Vol.17 No.5

          본 논문에서는 실리카 기반의 다중모드 간섭기를 이용하여 적은 초과손실을 갖는 1×16 마하젠더 스위치에 대한 설계 및 측정결과 에 대하여 논하였다. 제작된 1×16 마하젠더 스위치는 마하젠더 간섭계(Mach-Zehnder Interferometer, MZI) 구조를 갖는 2×2 열광학 스위치를 단위소자로 하였으며, 15개의 단위소자를 이용하여 4단(stage)으로 구성하였다. 먼저 광분배기와 2×2 MZI 열광학 스위치 등의 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. A 1×16 thermo-optic switch with small excess loss using multimode interference(MMI) couplers is designed, fabricated, and measured. This paper introduces the proposed 1×16 thermo-optic switch, and discusses the measurement results. The 1×16 thermo-optic switch is formed as 4-stage which consists of 15 unit devices. The unit devices are the 2×2 thermo-optic switches with Mach-Zehnder interferometer(MZI) structure. The characteristics of the 1×16 thermo-optic switch depends strongly on each unit device. The unit deviceconsists of two 3-dB general interference MMI couplers and two single mode waveguide arms as a phase shifter. First of all, the 3-dB optical splitter and 2×2 MZI thermo-optic switch have been tested to confirm the characteristics of the unit devices of the 1×16 MZI thermo-optic switch. Using the measurement results of the unit devices, the 1×16 MZI thermo-optic switch can be produced with better characteristics. The resultant structure of the MMI coupler with the optical light source of wavelength of 1550nm for the 1×16 thermo-optic switch is that the width and the optimized length are 25μm and 1580μm, respectively. The smallest excess loss for the unit device is -0.5dB and the average excess loss is -0.7dB.

        • KCI등재

          광 2×2 MEMS 스위치와 광섬유 지연선로를 이용한 10 GHz 선형 위상배열 안테나용 광 실시간 지연선로

          이백송,신종덕,김부균 한국광학회 2003 한국광학회지 Vol.14 No.4

          본 논문에서는 서로 다른 길이의 광섬유 지연선로를 광 2${\times}$2 MEMS 스위치로 선택하여 위상 배열 안테나의 각 안테나 소자에 급전되는 RF 신호의 위상을 고속으로 제어할 수 있는 광 실시간 지연선로의 구조를 제안하였다. RF 신호의 주사 방향이 8개인 10 GHz 선형 위상 배열 안테나용 광 실시간 지연선로를 구현하였으며, 실험 결과 최대 시간 지연 오차가 0.2 ps이하, 즉 최대 주사 각 오차 0.84$^{\circ}$로 측정되었다. 또한 제안된 실시간 지연선로에 의해 구동되는 8개의 마이크로 스트립 패치 안테나 소자로 구성된 10 GHz용 선형 위상배열 안테나를 설계하였고, 시뮬레이션을 이용하여 이 안테나의 방사 패턴을 분석하였다. In this paper, we proposed an optical true time-delay (TTD) feeder system for phased array antennas (PAAs). The system possesses high-speed beam scan capability since, in this scheme, different lengths of fiber delay-lines are selected by optical 2${\times}$2 MEMS switches at high speed. An optical TTD capable of beam scanning in one of eight different directions has been built for 10 GHz linear PAA systems. Experimental results on time delay measurements show that the maximum time delay error is less than 0.2 ps corresponding to a scan angle error of less than 0.84o. We have also designed a 10 GHz linear PAA composed of eight micro-strip patch antenna elements driven by the proposed TTD, and the radiation patterns of this PAA have been analyzed by simulation.

        • KCI등재

          이중 이온빔 스퍼터링 방식을 사용한 채널 간격 50 ㎓ 광통신용 협대역 투과 필터의 제작 및 특성

          김회경,김명진 한국광학회 2003 한국광학회지 Vol.14 No.3

          본 연구는 이중 이온빔 스퍼터링 증착법으로 제작한 채널 간격 50 ㎓ 광통신용 협대역 투과 필터에 관한 연구이다. Ta$_2$ $O_{5}$ 단층박막의 특성 분석을 통해 공정 조건을 최적화 하였으며, DPS 필터 예비 증착을 통해 0.1 nm 이하의 박막두께 균일성을 확보하였다. 1/4 파장 광학박막 두께를 기본으로 하여 총 216층으로 구성되고 4개의 간격층을 갖는 채널 간격 50 ㎓ 협대역 투과 필터를 설계하였고, 파장 가변 레이저를 사용한 비접촉 광학 두께 제어 시스템을 사용하여 증착하였다. 박막 증착시 발생하는 스트레스를 줄이기 위하여 열팽창 계수가 큰 유리 기판을 사용하였으며, 비접촉 광학 두께 제어 시스템의 오차를 줄이기 위하여 협대역 투과 필터의 제작에 앞서 기판의 뒷면에 무반사 증착을 수행하였다. 이렇게 제작된 채널 간격이 50 ㎓인 협대역 투과 필터의 광학 특성은 삽입 손실이 0.40 ㏈, 잔물결이 0.20 ㏈이며,-0.5 ㏈와 -25 ㏈에서의 투과 대역폭이 각각 0.20 nm, 0.60 nm로 광통신에서 사용되는 사양을 만족하였다.하였다. This paper represents 50 ㎓ narrow band pass filters for fiber optical communication fabricated by dual ion beam sputtering method. We have analyzed the characteristics of the TA$_2$ $O_{5}$ and $SiO_2$ single layers in order to optimize the process conditions for the 50 ㎓ narrow band pass filters, and controlled the film thickness uniformity to less than 0.1 nm deviation by dual peak spike filter pre-deposition. We designed and fabricated 50 ㎓ narrow band pass filters that consist of 216 layers including 4 cavities based on quarter wave optical thickness. Class substrates with high thermal expansion coefficients were used to reduce the film stress. Anti-reflection coating at the rear side of the substrate was also needed to reduce the optical thickness errors of the Optical Monitoring System caused by multiple beam interference between the front side and the rear side of substrate. The optical characteristics of this 50 ㎓ narrow band pass filters are insertion loss of 0.40 ㏈, pass band ripple of 0.20 ㏈, and pass bandwidth at -0.5 ㏈ of 0.20 nm. and isolation bandwidth at -25 ㏈ of 0.6 nm, which satisfy specifications of dense WDM system in fiber optical communications.tions.

        • KCI등재

          정전압 구동에 의한 레이저 다이오드의 광출력 안정화

          이성호 한국광학회 1997 한국광학회지 Vol.8 No.2

          주위온도에 따른 레이저다이오드의 광출력의 변화는 정전류로 구동하는 경우와 정전압으로 구동하는 경우에 서로 다르다. 레이저다이오드를 정전류로 구동하는 경우에는 온도증가에 따라 밀도반전이 감소하므로 광출력이 감소한다. 그러나 정전압으로 구동하는 경우에는 이러한 열효과에 의한 광출력의 감소이외에 내부저항과 임계전압의 감소에 의한 주입전류의 증가효과가 있어서 열효과를 일부 상쇄하므로 광출력의 변화가 정전류로 구동할 때보다 적다. 특히 정전압으로 레이저다이오드를 구동하는 경우에 이 두가지 효과에 의한 광출력의 변화폭이 비슷하여 서로 상쇄되는 동작점 부근에서는 온도에 따른 광출력의 변화가 아주 적어져 정전류로 구동하는 때보다 훨씬 광출력이 안정함을 실험적으로 확인하였다. The optical power drift due to temperature variation of a laser diode driven by constant voltage is different from one driven by constant current. When a laser diode is driven by constant current, the optical output decreases as the temperature increases because the population inversion decreases. However, When it is driven by constant voltage, injection current increases with temperature rise, which in turn increases the optical power. As the result, the optical power variation reduces. Experimental results show that when these two components are almost equal and cancel each other, the optical power variation coefficient is very small and the optical output is stable.

        • KCI등재

          Tilted Film-Leaded SAW 도파로를 이용한 2×2 Ti:LiNbO<sub>3</sub> 광 삽입/분기 멀티플렉서

          강창민,정흥식 한국광학회 2003 한국광학회지 Vol.14 No.6

          SiO$_2$ 박막형 음향파 도파로와 Hamming 가중결합 구조를 이용하여 1550nm 파장대역에서 동작하는 음향광학형 2${\times}$2 Ti:LiNbO$_3$ 광 삽입/분기 멀티플렉서를 구현하였다 제안된 소자는 두 개의 입ㆍ출력 광도파로, 두 개의 편광모드분리기와 음향광학형 편광모드 변환기로 구성되었다. 제작된 소자의 삽입손실은 -7 ㏈로 측정되었으며, ∼32 ㎽ RF 구동 파워에서 -l9 ㏈ 의 부 모드 레벨이 측정되었다. 삽입/분기 동작 특성을 확인하였으며, 3 ㏈ 통과대역폭과 tuning rate는 ∼l.5 mm, 8.1 nm/MHz 로 각각 측정되었다. Optimum Hamming apodized acousto-optic 2${\times}$2 add/drop multiplexers, using SiO$_2$ film loaded acoustic waveguide with angular offset to the Ti:LiNbO$_3$ waveguide, were fabricated. The four-port device consists of two input waveguides, a polarization beam splitter (PBS), two polarization conversion/acoustooptic tuning waveguide sections, a second PBS and two output waveguides. Insertion loss <7.1 ㏈ has been obtained and side-lobe of -19 ㏈ for -32 ㎽ RF driving power has been realized. Add/drop performance has been confirmed and a linear tuning rate of 8.1 nm/MHz and a 3 ㏈ spectral width of -1.5 nm were demonstrated.

        • KCI등재

          WDM네트웍을 위한 광 귀환에 의해 이득이 고정된 EDFA의 귀환 파장에 따른 특성

          김상용,정준,채창준,이병호,Kim, Sang-Yong,Chung, Joon,Chae, Cahgn-Joon,Lee, Byoung-Ho 한국광학회 1997 한국광학회지 Vol.8 No.3

          광 귀환에 의해 이득이 고정된, 980 nm 펌프 EDFA의 귀환 파장에 따른 특성을 비교하였다. 귀환 파장으로 1532, 1543, 1565 nm의 세가지 파장을 선택하였으며, 각각의 경우에 대해 2.5 Gbps * 8채널, WDM시스템을 구성하여, 입력 신호광의 세기에 따른 이득의 변화, 상호 포화에 의한 신호광의 동 특성, relaxation oscillation에 의한 power penalty, 입력 신호광의 세기에 따른 잡음지수의 변화를 측정하여 비교하였다. We compare feedback wavelength-dependent performances of all-optical gain-clamped 980-nm pumped erbium-doped fiber amplifiers. In a 2.5-Gbps 8-channel WDM system, we have measured and compared gain compressions, signal power variations due to cross-saturation, power penalties caused by relaxation oscillations and noise figures for three different feedback wavelengths - 1532, 1543, and 1565 nm.

        • KCI등재

          에르븀 첨가 광증폭기의 파장에 따른 이득 특성 측정 및 분석

          김향균,박서연,이동호,박창수 한국광학회 1997 한국광학회지 Vol.8 No.3

          실리카가 주 매질인 에르븀 첨가 광증폭기의 1545-1557 nm의 파장 영역에서 이득 스펙트럼 특성과 EDFA를 여러 번 통과하면서 누적되는 특성을 측정, 분석하였다. 파장에 따른 이득 차이가 최소인 이득은 에르븀 첨가 광섬유의 길이가 정해지면 단일하게 결정되고(G$_{0}$), 이득 불균일의 정도는 동작 이득이 G일 때 G$_{0}$-G에 거의 비례하며 비례상수는 0.1~0.2 dB/dB의 값을 갖는다. 에르븀 첨가 광증폭기를 여러 번 지날 때 파장에 따른 이득불균일 및 신호대 잡음비 불균일은 계속 누적되며, 그 양은 통과한 EDFA의 수에 비례한다. 입력 신호광 세기 -20 dBm/ch., 이득 21 dB에서 최적화된 EDFA를 제작하여 파장에 따른 이득 및 잡음지수 특성을 측정한 결과, EDFA 12회 통과 후 파장에 따른 이득차는 5 dB, 잡음지수는 3 dB의 값을 나타냈다. Spectral gain variation characteristics of the silica-based erbium doped fiber amplifiers is investigated in the 1545-1557 nm wavelength region. For a given length of the erbium doped fiber, the gain($G_0$) with minimum spectral gain variation is uniquely determined. The spectral gain imbalance DG is nearly proportional to the difference between G0 and the operating gain(G) with the proportional constant of 0.1-0.2 dB/dB. For the gain flattened EDFA at the input power of -20 dBm/ch. and the gain of 21 dB, the output power and the optical signal to noise variations after 12 cascaded EDFAs were 5 dB and 3 dB, respectively.

        • KCI등재

          Binary CGH를 사용한 JTC 광암호화 시스템 연구

          주성현,정만호 한국광학회 2003 한국광학회지 Vol.14 No.5

          Joint transform correlator(JTC)를 기반으로 이진 암호화 키를 사용하는 광 암호화 시스템을 제시하였다. 이진 암호화 키는 Pixel-oriented CGH의 설계방법을 이용하여 제작하였고, 컴퓨터 모의 실험결과를 통하여 구현된 이진 암호화 키의 독립성 및 효능을 조사하였다. CGH방법으로 구현된 이진 암호화 키의 효능을 검증하기 위하여 홀로그래픽 메모리 기반의 광 암호화 장치를 구성하여 실험을 하였으며 그 결과 높은 암호화 가능성을 나타내었다. In this paper, an optical encryption system using binary key code based on the joint transform correlator (JTC) is considered. The binary key code is synthesized by using a design technique of the pixel-oriented Computer Generated Holograms (CGHs). The independence and efficiency of the binary encryption key are investigated through computer simulation. To test the efficiency of the encryption system using binary key code, a holographic encryption system is constructed, and the experimental results prove that our holographic encryption system has high ability.

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