변형된 마이크로 공진기의 Q 인자 효과
The effect of quality factor on deformed microcavity
- 주제(키워드) 도움말 변형된 2차원 공진기
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김칠민
- 발행년도 2014
- 학위수여년월 2014. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 물리학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000053259
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
The effect of the Q factor which is the quality factor (Q) of a resonance mode on the cavity was studied using the two-dimensional micro cavity. Then, the two-dimensional micro cavity which had been made up of the combination of an circular arc and an isosceles trapezoid was designed, and semi-conductor laser manufactured with InGaAsP was oscillated through a direct current pumping. In a condition of injecting the current of 40mA, light was emitted in a total of 10 directions from semi-conductor laser manufactured by measuring a far-field pattern (FFP). Also, regarding the emitted light, five directions were confirmed to become symmetric to an X axis. Through the graph of emission intensity versus the current measured in a direction of the emission of light, all were confirmed to be oscillated as laser by passing the threshold current. In order to discover the resonance mode of laser oscillated from each direction, the wavelength in accordance with a current increase was measured. Also, through a wavelength analysis, it was divided into four mode groups. Through the comparison of the graphs of emission intensity versus the current among separated mode groups, the points of threshold current between mode groups were confirmed to be different. In order to research the correlation between the threshold current and the Q factor, the resonance mode value which had been created inside the cavity was calculated from the perspective of numerical analysis using the boundary element method (BEM) by solving the Helmholtz equation. After calculating the FFP of various resonance modes obtained through BEM, the resonance mode with the same FFP of each of the four mode groups obtained from the test was calculated. As a result of comparing the Q factor of resonance mode which matches each of the mode groups, the higher the Q factor the group has, the lower the oscillation threshold current was.
more초록/요약 도움말
공명 모드의 Quality factor(Q)인 Q 값이 공진기에 미치는 영향을 2차원 마이크로 공진기를 이용하여 연구하였다. 원과 사다리꼴의 조합으로 이루어진 2차원 마이크로 공진기를 설계하고 이를 InGaAsP로 제작된 반도체 레이저를 직류 전류 펌핑을 통해 발진시켰다. 40mA의 전류를 주입한 상태에서 Far-field pattern(FFP)을 측정하여 제작된 반도체 레이저에서 총 10개의 방향으로 빛이 방출되며, 방출된 빛은 5개의 방향이 X축의 대칭을 이루고 있음을 확인하였다. 빛이 방출되는 방향에서 측정한 전류대비 방출 세기 그래프를 통해 모두 문턱 전류를 지나 레이저로 발진 되고 있음을 확인하였다. 각 방향에서 발진 되는 레이저의 공명 모드를 알아보기 위해 전류 증가에 따른 파장을 측정하였으며 파장 분석을 통해 4개의 모드 그룹으로 분리하였다. 분리된 모드 그룹 간 전류대비 방출 세기 그래프를 비교하여 모드 그룹 간의 문턱 전류 지점이 서로 다름을 확인하였다. 문턱 전류와 Q 값의 연관성을 조사하기 위해 Helmholtz 방정식을 풀어 공진기 내부에서 형성되는 공명 모드 해를 Boundary element methode(BEM)를 이용하여 수치 해석적으로 구하였다. BEM으로 얻은 여러 공명 모드의 FFP를 구한 다음 실험에서 구한 4개의 각 모드 그룹과 FFP가 같은 공명 모드를 구하였다. 각 모드 그룹에 해당하는 공명 모드의 Q 값을 비교한 결과 Q 값이 높은 모드 그룹일수록 발진 문턱 전류는 낮아짐을 확인하였다.
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