Active optical coupler using the side polished single mode fiber and thermo-optic polymer multimode planar waveguide

측면 연마된 단일모드 광섬유와 열 광학 다중모드 평면도파로를 이용한 능동형 광 결합기

  • 김광택 (경북대학교 전자전기공학부) ;
  • 유호종 (경북대학교 전자전기공학부) ;
  • 김성국 (경북대학교 전자전기공학부) ;
  • 이소영 (경북대학교 전자전기공학부) ;
  • 송재원 (경북대학교 전자전기공학부) ;
  • 이상재 (경북대학교 전자전기공학부) ;
  • 김시홍 (경북대학교 센서공학과) ;
  • 강신원 (경북대학교 센서공학과)
  • Published : 1999.06.01


In this paper, we have investigated a fiber type active coupler which utilizes the mode coupling between the side polished single mode optical fiber and the active multimode planar waveguide. The proposed device can be used for not only tunable wavelength filter or optical intensity modulator but also a tool for measuring optical properties of guiding material such as refractive index, birefringence, electro-optic coefficient, and thermo-optic coefficient. We gave designed and optimized a coupler structure using the BPM and fabricated the device using thermo-optic polymer as active planar waveguide overlay. The device showed that insertion loss was less then 0.5 dB, extinction ratio was -13 dB at the resonance wavelength, and the wavelength tunablity due to thermo-optic effect was -1.5 nm/$^{\circ}C$. The active coupler using thermo-optic effect can be used as a wavelength tunable filer, an optical intensity modulator and an optical sensor. pulses that are subsequently compressed by a dispersive optical fiber. Experimental results show that $sech^2$ shape pulses with a pulse width of ~14 ps and a time bandwidth product of ~0.34 are successfully generated at 10 GHz repetition rate. In contrast to other methods, such as higher order soliton compression, this approach does not depend on the optical power and thus shows promise for application to low-power lasers.

본 논문에서는 측면이 연마된 단일모드 광섬유와 폴리머 다중 평면도파로가 결합했을 때 발생하는 모드 결합현상을 이용한 능동형 광결합기를 연구하였다. 제안된 소자는 파장가변 광필터나 광변조기로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 광도파로 물질의 굴절률, 복굴절, 전기광학 계수, 열광학 계수 등을 측정하는 도구로 응용할 수 있다. BPM으로 최적화된 결합기를 설계하였고, 열광학 폴리머를 능동 평면 도파로층으로 이용하여 결합기를 제작하였다. 제작된 소자는 -0.5dB 이하 손실, 공진파장 -13dB 소멸비. 그리고 열광학 효과에 의해 -1.5nm/$^{\circ}C$ 정도의 파장 가변성을 보였다. 본 연구의 결과로 볼 때 열광학 능동형 광결합기는 광변조기, 파장가변 광필터, 광센서 등으로 이용될 가능성이 높다.



  1. Appl. Phys. Lett. v.32 K. O. Hill;Y. Fujii;D. C. Johnson;B. S. Kawasaki
  2. Opt. Lett. v.14 G. Meltz;W. W. Morey;W. H. Glenn
  3. Optics Lett. v.6 B. S. Kawasaki;K. O. Hill;R. G. Lamont
  4. Optics Lett. v.7 S. K. Sheem;T. G. Giallorenzi
  5. Eletron. Lett. v.16 R. A. Bergh;G. Kotler;H. J. Shaw
  6. Eletron. Lett. v.27 no.11 R. P. Bryan;G. R. Oleright
  7. Electron. Lett. v.28 K. McCallion;W. johnstone;G. Thursby
  8. Optics Lett. v.17 W. Johnstone;G. thursby;D. Moodie;K. McCallion
  9. IEE Proc-Optoelectron. v.141 W. johnstone;G. Fawcett;L. W. K. Yim
  10. J. Opt. Soc. Am. v.15 S. A. Hamilton;D. R. Yankelevich;A. Knoesen
  11. J. of Lightwave Tech. v.7 M. B. J. Diemeer;J. J. Brons;E. S. Trommel