광통신용 박막필터형 광소자 분석을 위한 최적화 모델링과 특성분석

Abstract

본 논문에서는 광전송시스템에서 파장분할다중화 광소자로 사용되는 박막필터형 광소자의 특성 분석 및 평가를 위해 입력광원을 모델링 하였으며 광경로에 대해 광선추적법을 사용하여 전산모의 한 광특성을 실험과 비교, 분석하였다. 그 결과 입력광원에 대한 cell 방식의 모델링이 결합효율의 정확도 및 가우시안 강도분포에 접근성을 볼 때 마이크로 옵틱스형 광소자 분석함에 있어 적합함을 알 수 있다. 박막필터형 광소자에 대한 최적 전산모의 결과 광섬유와 GRIN 렌즈 사이 거리가 0.24mm이며 GRIN 렌즈와 박막필터 사이 거리가 0.25mm일 때 최대 결합효율은 -0.11 ㏈이었으며 동일한 조건에의 실험결과 -0.35 ㏈의 최대 결합효율을 얻었다. 이것은 단심 및 이심페룰, GRIN 렌즈 등과 같은 구성품의 불완전성과 박막필터에 의한 손실을 고려할 때, 전산모의 결과와 매우 일치하는 것으로서 본 연구에서 제안한 입력광원의 모델링을 적용한 전산모의가 박막필터형 광소자의 특성을 예측할 수 있음을 보였다. In this paper, we modeled the incident beam in order to analyze and evaluate the optical thin film device for wavelength division multiplexing in optical telecommunication network. As applied ray tracing method to the optical path, we were compared the accuracy of coupling efficiency simulated by two modeling methods. In the results of sinulation, ceil modeling method was preferred to annual modeling method in micro-optic device because of accuracy for coupling efficiency and Gaussian intensity distribution. In the results of optimal simulation for optical device using thin film filter, the distance (d1) between optical fiber and GRIN lens, the distance (d2) between GRIN lens and thin film filter and the coupling efficiency were 0.24 mm, 0.25 mm and -0.11 ㏈ respectively. As d2 was displaced at 0.25 mm and d1 was varied in order to evaluate the optimal value, d1 and maximum coupling efficiency were 0.24 mm and -0.35㏈, respectively. Then the results of experiment were corresponded to that of optimal simulation by cell modeling and it was possible to analyze the performance for optical device using thin film filter by the simulation.