This research designs an optical wireless data transmission system using 1-D optical phased-array laser. The optical wireless system design possible for communication was achieved by optimizing each factors of the system. Beam’s divergence angle and power were calculated based on the system’s structure with different transmission lengths. Photodetector, the main element of the receiver, has limitation because of trade-offs between the beam receiving area and bandwidth. Through simulations with Zemax and FDTD, it was possible to predict the systems transmission with different PDs and beams. For each case, design features slightly change and have shown demonstrations in this research. For 5mm diameter Free-space PD, it demonstrated 500 kHz data transmission speed. To show 12.5 GHz high-speed data communication for the system, fiber collimator was used as a same function as Lensed PD.
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.
