MQW-LD의 광 모드 변환 방식 분석

초록

고집적 광회로를 위한 이종 도파로간의 광 결합 효율을 높이는 연구가 활발하다.[1] 특히 레이저 다이오드의 출력은 광섬유나 다른 수동 소자로 고효율-저손실 결합하기 위해 여러 가지 광모드 변환 소자(Spot size converter: SSC)들이 제안되었다.[2] 이러한 광모드 변환기의 형태가 결합효율에 끼치는 영향을 알아보고, 그 테이퍼 구조의 최적화 설계를 시도하였다. 우선, 주어진 MQW-LD의 구조의 수직/수평 광집속도와 모드분포 특성을 분석하였다. 테이퍼 구조의 진행에 따른 광분포 특성 분석을 위해 종/횡방향으로 높이 h'와 폭 w'가 증가 /감소함에 따른 광집속도와 근거리/원거리 모드 분포 특성을 계산하여, 광결합손실과 모드분포와의 연관성을 얻어내었다. 또한, 겹치기적분 특성을 일반화하면, 광모드의 집속 특성을 나타내는 지표를 얻을 수 있고, 이를 광모드 변환기의 최적설계에 간편히 응용하였다.