Abstract
Theoretical analyses have been tried to design high power and stable operating SLD at 1.55${\mu}{\textrm}{m}$ wavelength range which is the lowest absorption wavelength in optical fiber. The materials of active layer and SCH layer were chosen as conventional In1-xGaxAsyPl-y quaternary composition systems. From the transverse mode and the lateral mode analyses of waveguide, the optical power distributions and the optical confinement factor have been studied for single-mode high power operation. According to these analyses, it was calculated the composition and the thickness of SCH layer to obtain the maximum optical confinement factor. In order to obtain low values of the reflectivity, we used the window region and the lateral tilted angle between tile active region and window region. And the reflectivity of SLD was calculated with the gaussian beam approximation and mode analysis. From these researches, it was confirmed for several results to fabricate the efficient and stable SLD. In case of using $1.3\mum$, InGaAsP SCH layer, the layer thickness was obtained $0.08\mum$, to get the maximum optical confinement factor. Using $0.2\mum$, active layer thickness and $0.08\mum$, SCH layer thickness, the window region length is about $100\mum$ without An coating, $10\mum$ in 1% AR coating to obtain about 10-4 reflectivity. When the tilted angle is about $10~15^{\circ}$, the reflectivity is about 10-3. From these results, if the window region length and tilted angle were controlled appropriately in given device structure, it was confirmed that it is possible to fabricate the stable SLD without AR coating analytically.
광통신용 광섬유의 최저손실 파장영역인 1.55w에서 고출력으로 안정하게 동작하는 SLD를 설계하기 위하여 이론적인 해석을 수행하였다. 활성영역과 SCH층의 재료는 Int-xGaxAsyPl-y를 이용하였다. 활성영역의 측방향과 횡방향 모드해석으로부터 단일모드 고출력 동작을 위한 광전력분포와 광가둠계수를 구하였으며, 이들 계산으로부터 최대 광가둠계수를 얻기 위한 SCH층의 조성과 두께를 계산하였다. 낮은 반사도를 얻기 위하여 후면 에 윈도우 영역을 두었고 활성영역과 윈도우 영역의 계면이 측방향으로 각도를 가지게 하였으며 가우시안빔 근사와 모드해석으로부터 반사도를 계산하였다. $1.3\mum$ InGaAsP를 SCH층으로 하였을 때 최대의 광가둠계수를 얻기 위한 SCH층의 두께는$0.08\mum$정도이었다. 10-4정도의 반사도를 얻기 위해서는 활성층의 두께를 $0.2\mum$, SCH 층의 두께를 $0.08\mum$ 로 하였을 때 무반사코팅을 하지 않을 경우 윈도우 영역의 길이는 $100\mum$ 정도이고, 반사도 1% 정도의 무반사 코팅을 할 경우 $10\mum$ 정도가 된다. 측면 경사각이 $10~15^{\circ}$이면 반사도는 10-3정도가 된다. 이들 결과로부터 AR코팅을 하지 않고도 윈도우 영역의 길이와 측면 경사각을 적당히 조절한다면 안정적으로 동작하는 SLD의 제작이 가능하다는 것을 알 수 있다.