Ti:LiNbO3 세 도파로형 진행파 광변조기; 바깥입사, 반대칭 Detuning
Ti:LiNbO3 Three-Waveguide Type Traveling-Wave Optical Modulator;Outer Fed, Anti-Symmetrical Detuning
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참고문헌
초록
Ti:LiNbO3 세 도파로형 광도파로와 CPW 진행파 전극으로 구성된 고속 외부 광변조기를 설계, 제작하였다. 결합모드 이론을 이용 하여 세 도파로 광결합기의 스위칭 현상을 해석하였으며, 유한차분법을 이용하여 결합길이를 계산하였다. SOR에 의해 위상속도 및 특성 임피던스 정합 조건이 만족되도록 CPW 진행파 전극의 파라미터를 설계하였다. 제작된 소자의 dc 스위칭 및 전극의 RF 특성을 측정하였다. 제작된 세 도파로 광변조기의 삽입손실과 스위칭 전압은 약 4 dB와 15.6 V였다. RF 특성을 얻기 위하여 회로분석기 (Network Analyzer)를 이용하여 진행파 전극의 S 파라미터를 측정하였다. 측정 결과 진행파 전극의 특성임피던스 Z c = 39.2Ω, M/W(Microwave) 유효굴절률 N eff = 2.48 , 그리고 감쇠상수 α m= 0.0665/cm GHz등의 파라미터를 추출하였다. 추출된 진행파 전극 파 라미터를 이용하여 이론적인 주파수 응답 R ( ω )을 계산하였으며, 광 검출기로 측정된 주파수 응답 R ( ω )과 비교하였다. 주파수 응답 측정 결과, 3 dB 변조대역폭은 13 GHz로 측정되었다
Abstract
Switching phenomenon of a three-waveguide optical coupler was analyzed by using the coupled mode theory, and the coupling-length of the device was calculated by means of the FDM. CPW traveling-wave electrodes were designed by the CMM and SOR simulation techniques so as to satisfy the conditions of phase-velocity and impedance matching. Traveling-wave modulators were fabricated on a z-cut LiNbO3 substrate. Ti was in-diffused in LiNbO3 to make waveguides and Au electrodes were built on the waveguides by the electroplating technique. Insertion loss and switching voltage of the optical modulator were about 4 dB and 15.6V. Network analyzer was used to obtain S parameters and corresponding RF response. From the measurement, parameters of the traveling-wave electrodes were extracted as such Zc=39.2 Ω, Neff=2.48, and a0=0.0665/cm((GHz)^(1/2)). The measured optical response R(w) was compared with the theoretically estimated and both responses were shown to agree well. The measurement results revealed that the 3dB bandwidth turned out to be about 13 GHz.
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