실리콘 광위상배열을 이용한 무선 데이터 전송 집적 구도 설계

Abstract

본 연구에서는 1-D 광 위상 배열 레이저를 사용하여 광무선 통신을 하는 집적 구도를 설계한다. 광무선 전송 집적 구도를 설계하고 각 부분의 변수들을 최적화하여 광무선 통신을 가능하게 한다. 설계한 무선 데이터 전송 구도에 대하여 거리에 따른 빔의 파워와 발산각을 구하고, OPA 및 구도의 인자들의 개선 방법들을 연구한다. 수신부의 주요 요소인 PD의 성능과 한계점을 조사하여 설계 및 실험을 구상한다. 시뮬레이션을 통해 알아본 발산각에 대해 무선 통신을 시연한다. 집적 구도에서 설계한 직경 5mm Free-space PD를 사용한 무선 데이터 전송 실험에서는 최대 500kHz의 데이터 전송을 보여줬다. 초고속 PD의 경우 직경이 20μm로 Lensed PD 역할을 하는 fiber collimator를 사용하여 12.5GHz의 고속 무선 통신 가능성을 보여준다.