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영어

We optimized the Si(substrate)/SiO2(cladding)/Si3N4(antiresonant cladding)/SiO2(core)/air multi-layers rib-optical waveguides of antiresonant reflecting optical waveguide (ARROW) for integrated optical biosensor structure utilizing beam propagation method (BPM). Thickness of anti-resonant cladding was derived to minimize the propagation loss and leaky field mode deeply related with evanescent mode was theoretically derived. Depth, width, refractive index and cladding thickness of anti-resonant cladding were numerically calculated into 2.3㎛, 5㎛, 1.488, and 0.11㎛ respectively to minimize propagation loss using the BPM simulation tool. Finally one- and two-dimensional propagation characteristics of ARROW was confirmed.

한국어

집적광학 바이오센서 구조에 적합한 비공진 반사 광도파로(ARROW: Antiresonant Reflecting Optical Waveguides)의 Si(기판)/SiO2(클래딩)/Si3N4(비공진 클래딩)/SiO2(코어)/air 다층박막 립 광도파로에 대한 최적화를 BPM 전산해석 방법을 이용해서 수행하였다. 전송손실을 최소화하기에 적합한 비 공진 클래딩의 두께를 유도하였으며, 소산파와 깊은 관련이 있는 손실모드에 대해서 이론적으로 검토하였다. 전산해석을 통해서 전송손실을 최소화하기 위한 립 광도파로의 깊이, 폭, 굴절률과 클래딩의 두께를 각각 2.3㎛, 5㎛, 1.488, 그리고 0.11㎛로 계산되었다. 최적화된 제원으로 비공진 반사 광도파로의 2차원, 3차원 전송특성을 확인하였다.