본 논문에서는 직사각형 다중 양자 우물 광 도파관의 간단하고 효율적인 분석을 위한 새로운 모의 실험방법을 제시한다. 우선적으로 2 차원 도파관 구조는 유효 굴절률 법을 사용하여 1 차원 도파관 구조로 변형되고 이렇게 얻어진 등가의 평면 다중 양자 우물 도파관의 도파 특성 행렬은 새롭게 제시된 각도 스캔법(scanning angle method)에 의하여 분석된다. 직사각형 다중 양자 우물 도파관의 유효 굴절률, 모드 전장세기, 광 구속 인자는 이 방법을 사용하여 효율적으로 얻을 수 있다. 모의 실험결과는 유한 요소 법에 기초된 해와 거의 정확한 일치를 보인다. 또한 직사각형 다중 양자 우물 도파관의 분석을 위한 두 가지의 근사 해석 방식을 새롭게 도입하고 그 방식들의 유효성을 검증하였다. 퍼터베이션 분석(perturbation analysis)을 사용하여 직사각형 다중양자 우물 도파관에서 전송되는 모드의 전력 손실 계수를 새롭게 유도하고 평면 다중 양자 우물 도파관 근사를 사용한 전형적인 방법의 결과와 비교하였다.
We present a novel method for simple and efficient analysis of the rectangular MQW waveguide. Preferentially two-dimensional structure is transformed into one-dimensional structure by using the effective index method. Then, the characteristic matrix of the resultant planar MQW waveguide is analyzed by scanning angle method. The effective index, modal intensity, and optical confinement factor of rectangular MQW waveguide can be effectively obtained by this method. Our simulation results show excellent agreement with the accurate solutions based on the finite element method. We also introduce the approximation methods for the analysis of rectangular MQW waveguide and investigate their validity. By using perturbation approach, modal power loss of guided wave in rectangular MQW waveguide is newly investigated and compared with the conventional method using the approximation of planar MQW waveguide.
