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문제 정의
- 리지 광도파로 높이 변화에 따른 준 위상 부정합값의 변화를 고려하기 위해서는 리지 광도 파로 높이 변화에 따른 유효굴절률 변화를 계산하여야 한다. 본연구에서는 제작된 샘플의 리지 광도파로 높이 변화가 선형적으로 이루어진다고 가정하고 이러한 선형적 높이 변화에 따른 파장가변효율곡선 변화를 이론적으로 고찰하고 이를 실험적으로 비교 분석하였다.
- 그러나 MgO 도핑을할 경우 LiNbO3 결정 광도파로 제작을 위해 적용하던 Ti 확산 또는 양자교환과 같은 기술을 이용할 수 없고, 유일한 방법이 non-doping] 의한 슬랩 (slab) 구조를 가지는리지 (ridge) 광도파로 제작이다. 아래에서는 이러한 리지 구조의 광도파로를 이용해 1064 nm 펌프 광으로부터 532 nm 녹색 광의 제이조화파로 생성하는 칩 제작에 있어서의 여러 변수에 대해 살펴보기로 한다.
가설 설정
- 리지 광도파로는 도파로의 제작된 형상에 따라 유효굴절률의 변화가 발생하며 이에 따른 준위상정 합을 위한 분극반전주기 변화를 고려하여야 한다. 그림에서와 같이 리지 광도파로 높이 변화량은 △로 표기하였으며 도파로의 진행방향인 Z축을 따라 선형적으로 높이가 변화하는 것으로 가정하여 설계 값게 적용하였다. 또한, 그림에서와 같이 분극반전주기는 /\로 나타내었으며 , 여기서 a와 b가 동일하게 A/2의 값을 갖고 있을 경우 50 % 분극반전을 의미하며 이 경우에서 가장 큰 파장변환효율을 나타낸다.
- 025/mm는 그림 7와 같은 측정시스템으로부터 얻은 광도파로 손실 측정 결과를 계산에 사용하였다. 여기서 측정 파장은 기준파를 사용하였으며 이차조화 파에서의 광도 파로 손실은 기준파에서의 광도파로 손실과 동일한 것으로 가정하였다. 기준파에서의 입력파워 설정값은 실험에 사용된 값인 100 mW를 적용하였다.
- 여기서, 이차조화파 생성과정이 입력 펌핑되는 기준 파가 동일 파워 1㎛)/2를 갖는 2개의 빔의 합과 동일한 것으로 가정하였다. 따라서, 식 (17)은 다음과 같이 정리될 수 있다.
- )와 리지 광도 파로의 상부 폭(Width)은 2 ㎛와 6, ㎛로 적용하고 리지광 도파로의 전체 높이를6/m 7㎛및 8㎛로달리 적용할 경우에서의 리지 광도파로 높이 변화(/)에 따른 유효굴절률 변화 그래프를 나타낸다. 이때 그림 1에서와 같이 리지 부 Ridgel과 Ridge2의 높이는 전체 높이 6 pm, 7 /4rm 및 8㎛에 대하여 각각 4 fm, 5 ㎛ 및 6 ㎛로 동일한 것으로 가정하였다. 예를 들어 , 그림에서 X축에 있는 리지 광도파로 높이 변화량이 0.
- 정확한 이론적 계산을 위해서는 식 (13)에서와 같이 광도 파로 진행방향인 Z축 전체에 대한 리지광도파로의 높이 변화에 따른 겹침 정도값 변화를 고려함이 바람직하나 subTnicron의 미세한 높이 변화에 따른 겹침 정도값 변화량이 무시할 수 있을 만큼 작으므로 다음 식과 같이 광도 파로 진행방향인 Z축에 대하여 이 값이 일정한 것으로 가정하고 이를 다음과 같이 간략히 표현하고 계산에 적용하였다.
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