Abstract
In a directional coupler, the design process requires repeated calculation of the characteristics of every changed structure, because it is generally difficult to expect the extinction ratio to be optimized over the entire variation of design parameters. In this paper, we systematically simulated the extinction ratio as a function of the design parameters, and analyzed the general tendency of that characteristic. In other words, we could find the generalized extinction ratio curve if the separation distance is normalized by the waveguide width. Here, the extinction ratio is shown to be increased as the normalized frequency (v) and the ratio (d) of the separation distance over the waveguide width were increased. For various structures with same ratio d, all corresponding extinction ratio curves as a function of v coincide with each other. We showed the usefulness of the generalized extinction ratio curve by applying it to the design and the fabrication of 1310/l550 nm demultiplexer, as it was convenient to design a shorter directional coupler with targeted extinction ratio from this curve.
방향성 결합기의 각종 설계 구조변경에 대해 소멸비 특성의 변화를 직관적으로 예측하기 쉽지 않으므로 각 구조마다 매번 번거로운 특성 계산의 반복 작업이 수행되었다. 본 논문에서는 방향성 결합기의 설계구조 변수의 조절에 따른 소멸비 특성 변화를 체계적으로 계산하였고, 이 특성변화의 일반적인 경향을 파악하였다. 즉, 도파로 간격을 입력 도파로의 폭으로 규격화하면 이 변화 경향을 일반화하는 특성곡선을 얻을 수 있는 것으로 파악되었다. 이때, 정규화주파수 v와 도파간격비율 d가 큰 구조일수록 소멸비를 높일 수 있었고, d를 동일하게 유지한 여러 경우의 구조에 대해서는 v의 변화에 따른 소멸비 특성곡선이 일치하는 것을 보였다. 이러한 소멸비 특성의 일반화 경향은 높은 소멸비 특성을 유지하면서도 소자를 작게 설계하거나 파장분리기의 설계에 유용하게 활용될 수 있으므로 1310/1550 nm 파장 분리기의 설계와 제작에 적용하여 그 효용성을 확인하였다.
