전반사 미러와 반도체 광 증폭기가 집적된 새로운 마이크로 링 공진기
Novel Ring Cavity Resonator Integrated with Total Internal Reflection Mirrors and Semiconductor Optical Amplifiers
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초록
본 연구에서는 대용량 광전송 시스템에 집적화를 할 수 있는 신개념의 마이크로 공진기 파장가변 필터를 제안하고, 효율을 크게 증대시킬 수 있는 최적화된 구조를 통해서 소자를 제작하여 그 특성을 측정 분석하였다. 전반사 미러가 삽입된 구조는 Self-Aligned 공정을 통해서 구현 하였고, 제작을 통해서 측정된 전반사 미러의 손실은 한 개의 미러당 1.4 dB를 얻을 수 있었다. 마이크로 링 공진기의 결합기로는 다중모드 간섭기를 이용하여 빛이 광 도파로를 따라 진행할 때 링으로 결합되는 파워를 높였다. 다중모드 간섭기의 길이는 390 µm이고 폭은 15 µm이다. 링 공진기 내부의 광 도파로와 전반사 미러에서의 손실을 보상하기 위해서 링 공진기 내부에 길이가 365 µm인 반도체 광 증폭기를 집적하였다. 이때 얻어진 FSR (Free Spectral Range)는 대략 0.8 nm (97 GHz)이고 소광비는 8 dB이고 FWHM (Full-Width Half-Maximum)는 0.152 nm이다. 여기에서 Finesse는 5.2이고 Q 값은 10,322이다. 이러한 공진기는 대용량 광전송 시스템 집적화에 다양한 기능을 제공할 수 있을 것으로 본다.
Abstract
In this paper, we investigate the properties of the multimode interference (MMI) coupled ring cavity resonator with the total internal reflection (TIR) mirrors and the semiconductor optical amplifier (SOA). The TIR mirrors were fabricated by self-aligned process and had losses of about 1.4 dB per mirror. Coupling in and out of a resonator is achieved using MMI couplers. The MMI length and width used in the experiment are 390 µm and 15 µm, respectively. The SOA in the resonator is used to compensate the internal waveguide and the mirror loss. The length and width of the SOA in the resonator are 365 µm and 3 µm, respectively. The resulting FSR was approximately 0.8 nm (97 GHz) near 1569 nm. The on-off ratio and the full-width at half-maximum (FWHM) are 8 dB and 0.152 nm corresponding to a finesse of 5.2, and a Q factor of 10,322. Hence such resonators can be directly integrated with other devices making compact and highly functional photonic integrated circuits possible.
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