工工學學學碩碩碩士士士學學學位位位論論論文文文

SLD의 단면도입니다. 발진 억제 측면에서 다른 SLD와 구별되는 특별한 점은 곡선 도파관 구조를 채택한다는 것입니다. 그리고 각 레이어의 전파상수는 다음과 같은 값을 갖는다.

그림 2-1은 SLD와 LD,LED의 일반적인 파장특성을 나타낸 것이다.

본 논문에서 분석한 SLD의 경우 활성층은 상하, 좌우 측면에서 에너지 갭이 큰 물질로 둘러싸여 있으며, 캐리어와 빛이 활성층에 갇히는 BH 구조를 갖고 있으며, 따라서 LD의 dopa 메커니즘 분류에서는 강력한 index-guided LD에 속합니다[34]-[41]. 위와 같이 굴절률이 강하게 제어된 LD의 경우, 특히 캐리어의 확산 거리에 비해 활성층의 폭이 작은 경우에는 주입된 캐리어로 인한 굴절률 변화의 영향이 작으므로 Δ 방정식 (3-3)( x )의 neq는 무시될 수 있습니다. 따라서 식(3-3)에 의해 주어진 파동방정식은 다음과 같은 측면파동방정식으로 단순화될 수 있다. 측면 모드 분석은 BH-LD의 측면 광감소계수를 구하기 위해 널리 사용되는 유효굴절률 개념을 이용하여 식 (3-9)의 측면파 방정식을 이용하여 계산하였다. 그리고 유효굴절률 neff는 다음과 같다[42]. 여기서 각 영역별 전파상수는 다음과 같다.

여기서, neff는 그림 3-5에서 활성층 영역의 유효 굴절률을 나타내고, nout은 전류 차단층 영역의 굴절률을 나타낸다.

그림 3-5의 활성층 영역과 전류 차단층 영역에서의 식 (3-9)으로 주어지는 파 동방정식의 해는 다음과 같다.

여기서 ΓT와 ΓL은 각각 가로 모드와 측면 모드의 광학적 구속 계수입니다. 따라서 Γ는 2차원 활성층 영역에 포함된 모드 에너지의 비율을 나타냅니다.

이는 반사면 R0에 의해 전파되고 반사됩니다. 반사된 빛은 점선으로 표시되는데, 이는 소량이 도파관에 다시 결합된다는 것을 나타냅니다. 직사각형 도파관에 의해 유도되는 장을 가우시안 빔이라고 가정하면 다음 식 (3-16)이 주어진다. 여기서 E0는 최대 필드 진폭이고, wl과 wt는 각각 측면 x 방향과 측면 y 방향의 빔 크기이며, u와 v는 각각 인터페이스의 공간 축 x와 y에 해당합니다. 따라서 원거리장 패턴은 다음 수학식 42와 같이 표현된다.

이 창 구조를 통해 유효 반사율을 얻으려면 필드의 가로 및 측면 방향에서 빔 스폿 크기를 3.2장에서 얻은 필드 분포의 가우스 근사법을 통해 얻어야 합니다.

표 3-2SCH층의 조성,두께에 따른 빔의 spotsize S S SCC CHH H l ll a a ay y yee err r 활 활 활성성 성층층 층의의 의 폭폭 폭,, ,ww w[[ [㎛㎛㎛]] ] d dd 222 [ [[ Å Å Å]]]

윈도우 영역의 유효 반사율은 윈도우 영역의 길이가 증가하고 활성층의 폭이 감소함에 따라 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 활성층의 폭이 증가할수록 도트의 측면 크기가 증가하므로 유효 반사도 증가한다는 의미입니다. 이전 절에서는 윈도우 영역을 설치하여 반사율을 감소시키는 방법을 설명하였고, 본 절에서는 SLD 반사율을 감소시키는 또 다른 방법을 설명한다.

이는 도파관으로 다시 반사되는 양을 효과적으로 줄일 수 있는 것으로 알려져 있다[45]-[46]. 그리고 활성 영역의 도파관에 측면 경사각을 부여할 때 유효 반사율 계산에는 측면 모드 이론을 사용합니다. 이 방법을 사용하여 경사각에 따른 반사율의 변화는 판형 도파관의 기본 TE 모드에 대해서만 조사되었는데, 이는 경사각으로 인한 반사 문제가 전계 분포의 형태와 상대적인 TE 모드에 더 많은 영향을 받는다는 것을 의미합니다. 편파에 의한 것보다 경사진 위상면과 비경사 위상면의 위치를 결정합니다. 알려져 있기 때문에

그림 3-11은 활성층의 도파로 폭이 w이고 θ 의 경사각을 가지는 SLD 의 구조를 나타내고 있다.

W WWW

계산의 번거로움을 줄이기 위함입니다. 여기서 Ey는 측면 기본 TE 모드를 나타내고, Ω는 각주파수를 나타내고, μ0는 진공의 투과성을 나타내고, P0는 유도된 필드에 의해 전달되는 광 출력을 나타냅니다. 가우스 근사법에 따르면 플레이트의 코어 영역과 외부 코어는 다음과 같이 표현됩니다. 인근 코어 클래딩 영역의 기본 TE 모드 필드는 다음과 같이 표현됩니다. 여기서 활성 영역의 굴절률은 SLD의 유효 굴절률, neff입니다. 이고, 공기의 굴절률은 n이다.

실제로 윈도우 영역을 만들지 않고 광섬유에 직접 결합할 경우, 장치와 광섬유의 결합 효율을 고려하면 7o가 적합한 것으로 여러 문헌에서 알려져 있다.

Tilted Angle [Degrees]

B → n-InP →Ⅰ→ Ⅱ →

-InP P-InP MQW layer (6 wells) MQW layer (6 wells) MQW layer (6 wells) MQW layer (6 wells). a) MQW 이퍼성장 (b) photolithography 한국.

그림 4-2은 그림 4-1와 같은 과정으로 성장된 InGaAsP/InP MQW의 SEM 단면 사진을 보여주고 있다.왼쪽에 보이는 것처럼 MQW활성층의 두께는 약 0

InP n-InP

SLD 동작에서 가장 중요한 특성은 스펙트럼 특성이다. 단면 반사율을 10-4 이하로 줄이면 분광 리플 값은 1dB 미만이 됩니다. 본 연구에서는 세 가지 유형의 SLD를 제작하고 이들 구조의 I-L 특성과 스펙트럼 특성을 측정하였다.

Injection current[mA]

Wavelength [nm]

In jectio n current[m A ]

따라서 본 연구에서 제안한 도파관 구조를 이용하면 레이저 현상이 발생하지 않고 고출력 SLD를 제작할 수 있다. 본 논문에서는 SLD의 핵심 문제인 레이저 현상을 억제하고 출력을 높이기 위한 새로운 도파관 구조를 제안하고 제작하였다. SLD의 레이징 현상을 억제하기 위해 윈도우 표면과 능동형을 이용하여 반사율을 감소시켰습니다. 직선형 도파관과 경사형 도파관을 조합하여 사용함으로써 고출력을 구현하고 반사율을 더욱 감소시킬 수 있었습니다. Itaya "다층 접촉 구조를 이용한 저저항 1.55μm InGaAsP/InP 반절연 매립형 이종 구조 레이저 다이오드", IEEE Electron.Lett., Vol.31, No.

Itaya "Low resistance 1.55㎛ InGaAsP/InP buried semi-insulating heterostructure laser diodes using a multilayer contact structure,"Electron.Lett.,Vol.31,No.11,pp.

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