손실성 결합 삼중 도파관 마이크로링 공진기
Phase-controlled super-modes in a ‘lossy’ tri-waveguide coupled micro-ring resonator system
Tianrui Li, Max Goodwin, Matthew P. Halsall 외 1인·Optics Express·발표 2026.10· 0 인용
한국어 핵심 요약
결합 마이크로링 공진기(MRR) 시스템에서 결합 과정은 광학적 응답을 결정하는 데 핵심적이지만, 기존 모델들은 이 과정을 손실이 없거나, 순수 실수 또는 순수 허수 결합률을 갖는 소산성으로 가정합니다. 복소수 결합률로 특징지어지는 '손실성 결합' 시스템은 상대적으로 주목받지 못했습니다.
본 연구에서는 이러한 손실성 결합의 영향을 조사하기 위해 시간 영역 결합 모드 이론(TCMT)을 사용하여 삼중 도파관 결합 MRR 시스템의 광학적 응답을 모델링했습니다. 손실성 결합은 한 쌍의 MRR 사이에 위치한 공통 버스 도파관을 통해 발생하며, 이는 고유 공진 쌍의 출현으로 이어집니다.
이 공진의 주파수와 선폭은 각 MRR로부터의 결합률을 제어하여 조절할 수 있습니다. 3dB Y-분배기를 사용하여 입력 도파관을 연결함으로써, 위상 제어 초모드(super-modes)를 통해 흡수 또는 투과 공진 피크를 선택적으로 나타내는 새로운 코히어런트 구동 손실성 결합 MRR을 구현했습니다.
이러한 결과는 복잡한 결합 기하학 없이도 손실성 결합을 활용하여 광학 시스템의 응답을 정밀하게 제어할 수 있는 가능성을 제시합니다. 이는 차세대 광학 필터, 센서 및 스위치 개발에 기여할 수 있습니다.
섹션 미리보기
연구 배경
기존 결합 마이크로링 공진기 모델은 결합 과정을 손실이 없거나, 순수 실수 또는 순수 허수 결합률을 갖는 소산성으로 가정합니다. 하지만 복소수 결합률을 특징으로 하는 '손실성 결합' 시스템은 상대적으로 연구가 미진했습니다.
핵심 발견
본 연구는 삼중 도파관 결합 MRR 시스템에서 공통 버스 도파관을 통한 손실성 결합이 고유 공진 쌍을 생성함을 발견했습니다. 이 공진의 주파수와 선폭은 결합률 제어를 통해 조절 가능하며, 위상 제어 초모드를 통해 흡수 또는 투과 공진 피크를 선택적으로 구현할 수 있습니다.