행렬방식을 이용한 선형/비선형 방향성 결합기의 해석 = Assessment of the extended matrix method for linear/ nonlinear directional couplers

국문 초록 (Abstract)

광 도파로의 각 비선형 층의 유전 상수와 전계의 평균값이 수렴할 때까지 반복을 하여 도파로의 유기 모드를 구하는 행렬방식을 이용해 비선형 방향성 결합기를 해석하여 결과를 유한 차분 빔 전파 방법과 비교하였다. 선형 방향성 결합기로 이루어진 여파기를 통해 행렬방식의 알고리즘의 유효성을 점검하고 비선형 방향성 결합기로 이루어진 전광 스위치를 해석하여 기존의 유한 차분 빔 전파 방법과 행렬방식의 계산 결과를 비교하여 진행방향으로의 굴절률의 변화가 큰 경우 유한 차분 빔 전파 방법을 적용하였을때 정확도가 다소 떨어지는 반면에 행렬방식으로부터는 안정된 해를 얻을 수 있음을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Linear directional coupler and nonlinear directional coupler is analyzed by the extended matrix method, which is based on iterative averaging algorithm that calculates the average values of the dielectric constant and field amplitude in each layer of the optical waveguide, and the numerical results are compared with those obtained from the analytical method and the finitedifference beam propagation method.
To show the validity of the proposed method, wavelength selectivity characteristics of a linear directional coupler are compared by finitedifference beam propagation method and the extended matrix method, and a novel all-optical switching device is proposed using the concept of radiative coupling. It is shown that the extended matrix method can be applied to the analysis of nonlinear optical structures with large refractive index differences at high powers with ease.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 목차 = i
• 요약 = ii
• 1. 서론 = 1
• 2. 이론적 해석 = 4
• 2.1 해석적 방법 = 6
• 2.2 유한 차분 빔 전파법 = 8
• 2.3 행렬방식 = 10
• 3. 계산 결과 및 고찰 = 23
• 4. 결론 = 36
• 5. 참고문헌 = 37
• ABSTRACT = 41