Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD (대한전자공학회논문지SD)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Optical AND/OR gates based on monolithically integrated vertical cavity laser with depleted optical thyristor

집적화된 광 싸이리스터와 수직구조 레이저를 이용한 광 로직 AND/OR 게이트에 관한 연구

  • Choi, Woon-Kyung (Microwave and Lightwave Telecommunications Lab. Chung-Ang University) ;
  • Kim, Doo-Gun (Microwave and Lightwave Telecommunications Lab. Chung-Ang University) ;
  • Kim, Do-Gyun (Microwave and Lightwave Telecommunications Lab. Chung-Ang University) ;
  • Choi, Young-Wan (Microwave and Lightwave Telecommunications Lab. Chung-Ang University)
  • 최운경 (중앙대학교 전자전기공학부 전파광파통신연구실) ;
  • 김두근 (중앙대학교 전자전기공학부 전파광파통신연구실) ;
  • 김도균 (중앙대학교 전자전기공학부 전파광파통신연구실) ;
  • 최영완 (중앙대학교 전자전기공학부 전파광파통신연구실)
  • Published : 2006.12.25
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Abstract

Latching optical switches and optical logic gates AND and OR are demonstrated, for the first time, by the monolithic integration of a vertical cavity lasers with depleted optical thyristor structure, which have not only a low threshold current with 0.65mA, but also a high on/off contrast ratio more than 50dB. By simple operating technique with changing a reference switching voltage, this single device operates as two logic functions, optical logic AND and OR. The thyristor laser fabricated using the oxidation process achieved a high optical output power efficiency and a high sensitivity to the optical input light.

본 연구에서는 GaAs/AlGaAs 구조의 수직 구조 레이저 - 완전 공핍 광 싸이리스터를 제작하여, 광 논리 및 광 스위칭 시스템에 응용할 수 있는, 광 AND- 와 OR- 게이트를 구현하였고, 그 특성을 측정, 분석하였다. 제작된 단일 소자 타입의 광 싸이리스터는 하나의 소자에서 간단한 기준 스위칭 전압의 변화만으로 광 AND 와 OR 게기트를 모두 구현할 수 있다는 장점을 갖는다. 활성층 위, 아래에 1/4 파장 거울층 구조를 채택하고, 선택적 산화공법을 이용하여 0.65 mA의 낮은 문턱전류 값을 얻었고, 50dB 이상의 높은 온/오프 대비를 보였으며, 높은 광 출력 효율과 입력 광 신호에 대한 높은 선택도를 얻을 수 있었다. 제작된 광 싸이리스터는 실험적으로 S자형의 전류-전압 특성곡선을 얻었고, 빛의 세기가 증가함에 따라 스위칭 전압이 5.20V에서 1.90V로 현저히 줄어드는 것을 확인하였다

Keywords

References

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