Abstract
As the radius of curvature of curved optical waveguide gets smaller, the loss increases at the junction of linear-curved waveguide by the cross sectional mode mismatch. The concept of lateral offset has been used widely to minimize it, and simple method of maximum matching has been efficient for most cases of silica waveguide with low optical confinement and large radius of curvature. Here, we analyzed that the propagation mode characteristics of the lateral offset and propagation mode characteristics of general case with effective index method and Airy function solution. As the normalized frequency varies, mode characteristics changes near the boundary of 1/V=0.7 and the simple matching of gaussian profile might give -35% of error at most. We proposed improved method with a new correction factor to improve the mode mismatch problem of conventional methods for general cases, and showed the convenience and feasibility of this method for the calculation of the lateral offset.
곡선형 광도파로의 곡률반경이 작아짐에 따라 도파모드와 전파상수의 변화가 심화되므로 이종도파로 접합부에서의 모드 부정합이 손실을 유발하는 문제가 심각해졌다. 따라서, 곡률반경 변화에 따른 도파로의 모드 부정합을 극소화하기 위하여 이종 도파로간 lateral offset 이 제안되어 이의 계산이 여러 가지 방법으로 수행되어 왔는데, 본 논문에서는 유효 굴절률법(Effective index method)을 활용하고, Airy 함수로 주어지는 해석적 함수해의 분석을 통하여 곡률반경에 따른 전파모드의 특성변화와 lateral offset 거리의 변화를 분석하였다. 1/V=0.7인 특정조건을 경계로 모드분포의 특성이 바뀌며, 기존의 Gaussian 분석법에 의한 계산결과는 35%까지도 오차가 증대될 수 있음을 보였다. 새로이 오차보정상수(correction factor)η를 정의하여 기존 근사방식의 오차를 정량화하고, 간편히 도파로의 lateral offset을 설계 할 수 있도록 개선된 lateral offset 계산안을 제안하여 타당성을 보였다.
