FDTD를 이용한 TWPD의 마이크로파 특성 분석

Abstract

본 논문에서는 FDTD(시간영역 유한차분법)를 사용하여 TWPD(진행파형 광검출기)의 마이크로파 특성을 분석하였다. FDTD를 적용하여 전류와 전압을 시간 영역에서 계산하였다. 또한, 이 시간 영역의 데이터를 이용하여 주파수 영역에서의 특성 임피던스와 전파 상수를 구하였다. 진성 영역의 두께가 두꺼울수록, 도파관의 폭이 좁을수록 마이크로파 손실이 적고 위상속도가 빠르게 됨을 확인하였다. 100 GHz에서 도파관의 폭을 2.4 ㎛, 진성 영역의 두께를 1.2 ㎛ 정도로 할 경우 50 Ω 임피던스 정합이 가능한 구조를 설계할 수 있었다.

In this paper, we present microwave characteristics of traveling-wave photodetectors (TWPD) using the finite-difference time-domain method (FDTD). Current and voltage in the time domain are calculated by the FDTD. Also, characteristic impedance and propagation constant in frequency domain are obtained from the time-domain data. As the thickness of i-layer gets thicker and the waveguide width gets narrower, TWPD's show less microwave loss and higher velocity. The 50 Ω impedance matching design is achieved for 2.4 ㎛ waveguide width and 1.2 ㎛ thickness of i-layer at 100 GHz.