4장 직접 광 도파로 Integrated Optics (집적광학) 정의 : 기판위에 광소자와 회로망을 제작하는 기술

Presentation on theme: "4장 직접 광 도파로 Integrated Optics (집적광학) 정의 : 기판위에 광소자와 회로망을 제작하는 기술"— Presentation transcript:

1 4장 직접 광 도파로 Integrated Optics (집적광학) 정의 : 기판위에 광소자와 회로망을 제작하는 기술
Integrated electronic circuits 제작기술과 유사. Integrated Optoelectronics (집적광전자공학) → 광학 + 전자공학 - Integrated Photonics (집적광자공학) → 단일기판위에 광학소자 전자소자 결합 소자들은 광파장 치수의 크기 집적회로와 같은 견고성, 소형화, 저가 - 통신을 위한 광 송·수신기, 중계기 구현

2 4장 직접 광 도파로 4.1 유전체 평판 도파로 (Dielectric-slab waveguide)
- 광의 매질 내에서 유도 및 전파 - 소자간의 결합에 사용 Thickness = 1 μm 필름 경계면에서 임계각 :

3 4.1 유전체 평판 도파로 Thickness = 1 μm 필름 (film) n2 = n3 : 대칭 구조, 파이버와 유사한 구조
4.1 유전체 평판 도파로 Thickness = 1 μm 필름 (film) n2 = n3 : 대칭 구조, 파이버와 유사한 구조 n3 = 1 (공기) : 비 대칭 구조 효과적인 전송을 위한 조건 : : 산란 손실 방지

4 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 평면파의 대칭형 도파로 내에서의 진행 : 예> 2개의 평면파의 진행 시

5 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 : 전파 진행 방향의 전파 상수, wave vector K : z 방향의 전파 상수항
4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 : 전파 진행 방향의 전파 상수, wave vector K : z 방향의 전파 상수항 종방향 전파상수 (longitudinal propagation constant) z 방향의 wave vector : y 방향의 전파 상수항 (propagation constant) z 방향의 wave vector 위 아래 경계면에서 반사 – 정재파 형성

6 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 두 개의 파에 의한 전계의 공간 분포

7 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 Y=0 평면에서 n1 에서의 전계 식
4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 Y=0 평면에서 n1 에서의 전계 식 유효 굴절율 (Effective Refractive index)

8 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 유효 굴절율 (Effective Refractive index)에 관한 수식들

9 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 도파조건의 설정

10 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 4.2.1 모드 조건 : 모든 파동이 도파로 내를 전파하는 것이 아니라,
4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 4.2.1 모드 조건 : 모든 파동이 도파로 내를 전파하는 것이 아니라, 특정한 광선 만이 전파 -> 도파로 모드 광만이 전파 즉, 모드 조건을 만족하는 광이 전파 (전파모드) 3.4절 공진기내의 공진조건으로 설명 위상변이=반사시의 위상 변이 + 위 아래 왕복시의 위상변이

11 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 4.2.2 TE 와 TM 편광 TE (Transverse Electric) : 횡 방향 전계, S 편광 (수직편광) 성분 TM (Transverse Magnetic) : 횡 방향 자계, p 편광 (수평편광) 성분 YZ 평면이 입사면

12 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 4.2.3 TE 모드

13 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 4.2.4 고차모드

14 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드

15 4.2 대칭 평판 도파로에서 모드 모드 패턴

16 4.4 도파로 결합 결합종류 : 단면(앳지) 결합, 프리즘 결합, 격자결합 4.4.1 단면 결합

17 4.4.1 단면 결합 입사각 구하기

18 4.4.1 단면 결합

19 4.4.1 단면 결합

20 4.4.1 단면 결합

21 4.4.1 단면 결합

22 4.4.1 단면 결합

23 4.4.1 단면 결합

24 4.4.2 프리즘 결합

25 4.4.2 프리즘 결합

26 4.4.2 프리즘 결합

27 4.4.2 격자결합

28 4.5 평판 도파로에서 분산과 찌그러짐 1. Waveguide Dispersion

29 4.5 평판 도파로에서 분산과 찌그러짐

30 4.5 평판 도파로에서 분산과 찌그러짐 2. Multi-mode Dispersion

31 4.5 평판 도파로에서 분산과 찌그러짐