KR20130003871A - 광 집적 회로의 광원 - Google Patents

광 집적 회로의 광원 Download PDF

Info

Publication number
KR20130003871A
KR20130003871A KR1020110065485A KR20110065485A KR20130003871A KR 20130003871 A KR20130003871 A KR 20130003871A KR 1020110065485 A KR1020110065485 A KR 1020110065485A KR 20110065485 A KR20110065485 A KR 20110065485A KR 20130003871 A KR20130003871 A KR 20130003871A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waveguide
light
layer
silicon
width
Prior art date
Application number
KR1020110065485A
Other languages
English (en)
Inventor
민복기
박영수
김택
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020110065485A priority Critical patent/KR20130003871A/ko
Publication of KR20130003871A publication Critical patent/KR20130003871A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12016—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the input or output waveguides, e.g. tapered waveguide ends, coupled together pairs of output waveguides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4274—Electrical aspects
    • G02B6/428—Electrical aspects containing printed circuit boards [PCB]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

광 집적 회로의 광원을 제공한다. 광 집적 회로의 광원은 광을 발광시키는 발광부 및 발광부의 일 측에 구비되어 상기 광을 가이드하는 도파로를 포함하고, 도파로는 상기 광이 입력되는 입구와 상기 광이 출력되는 출구의 크기가 다르다.

Description

광 집적 회로의 광원{Light source of optical integrated circuit}
본 발명의 실시예는 광 집적 회로의 광원에 관한 것이다.
높은 주파수 영역을 이용하여 데이터를 송수신하는 경우, 금속 배선을 사용한 전기적 연결은 전송손실이 커지게 되어 높은 전력이 요구된다. 그리고, 전자파간섭(Electromagnetic interference, EMI) 현상으로 시스템 구현시 설계에 어려움이 있다.
한편, 광을 이용하여 데이터를 송수신하는 광 연결 기술은 전송 손실 및 전자파 간섭이 적어 고속의 고 대역폭 (bandwidth) 데이터 송수신 시스템에 적용되고 있다. 상기한 광 연결 기술은 원거리 광 통신(optical communication)에서 널리 사용되고 있으며, 최근에는 근거리 및 초단거리 데이터 송수신으로 그 영역을 빠르게 확장해가고 있다.
이러한 광 통신 시스템은 광 집적 회로를 필요로 한다. 광 집적 회로는 광을 한 곳에서 다른 곳으로 전파시키기 위해, 광원, 광검출, 광증폭, 주파수 여과 등의 다양한 동작을 수행하는 광학 소자를 동일 기판 위에 집적한 광회로를 의미한다. 상기한 광 집적 회로에 포함된 광원의 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 개시는 광 집적 회로에 적용되는 광원을 제공한다.
그리고, SOI(silicon-on-insulator) 기판상에 도파로가 발광부의 일측에 연결되는 광원을 제공한다.
또한 광을 방출하는 발광부로부터 기판과 평행한 방향으로 진행하는 광을 제공하는 광원을 제공한다.
본 발명의 일 유형에 따르는 광 집적 회로의 광원은 광을 발광시키는 발광부; 및
상기 발광부의 일 측에 구비되어 상기 광을 가이드하는 도파로;를 포함하고,
상기 도파로는 상기 광이 입력되는 입구와 상기 광이 출력되는 출구의 크기가 다르다.
그리고, 상기 입구의 크기는 상기 출구의 크기보다 클 수 있다.
또한, 상기 도파로의 폭은 상기 입구에서 상기 출구로 갈수록 연속적으로 작아질 수 있다.
그리고, 상기 도파로의 폭은 상기 입구에서 상기 출구로 갈수록 불연속적으로 작아질 수 있다.
또한, 상기 발광부에서 발광된 광을 커플링하는 제1 도파로; 상기 광의 모드 크기를 변환시키는 제2 도파로; 및 상기 변환된 모드 크기로 상기 광을 가이드하는 제3 도파로;를 포함할 수 있다.
그리고, 기판; 및 상기 기판 위에 형성된 절연층;을 더 포함하고, 상기 발광부와 상기 도파로는 상기 절연층상에서 연결되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 발광부는, 제1 반사층; 상기 제1 반사층상에 배치된 산화 물질의 절연층; 상기 산화 물질의 절연층상에 배치된 형성된 활성층; 및 상기 활성층상에 배치된 제2 반사층;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 반사층 및 상기 도파로는 실리콘으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 도파로는, 상기 제1 반사층과 중첩되게 연결될 수 있다.
그리고, 상기 제1 반사층은 일정간격으로 이격되게 배치된 복수 개의 실리콘 바를 포함할 수 있다.
또한, 상기 도파로의 입구 폭 크기는 상기 활성층의 폭 크기의 1/2배이상 1배 이하의 범위내일 수 있다.
본 발명의 다른 유형에 따르는 광 집적 회로의 광원은, 서로 다른 제1 패턴 및 제2 패턴으로 패터닝된 실리콘층이 포함된 SOI(silicon-on-insulator)기판; 상기 실리콘층의 적어도 일부 영역상에 배치된 절연층; 상기 절연층의 적어도 일부 영역상에 배치된 활성층; 및 상기 활성층의 적어도 일부 영역상에 배치된 반사층;을 포함한다.
그리고, 상기 제1 패턴은 일정 간격으로 이격되어 있는 복수 개의 제1 실리콘 바를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 패턴은 폭이 균일하지 않는 단일의 제2 실리콘 바를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 패턴의 실리콘층과 상기 제2 패턴의 실리콘 층은 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 광원은 SOI(silicon-on-insulator) 기판을 이용하여 발광부와 도파로를 동시에 제작할 수 있기 때문에 광원의 제작이 용이하다.
도파로의 입구 크기를 발광부의 크기에 대응하여 패터닝하고, 도파로의 출구를 외부 회로에 대응하여 패터닝하기 때문에 광의 커플링 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광원을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 광원을 도시한 평면도이다.
도 3a는 FDTD 시뮬레이션에서 본 발명의 일 실시예에 따른 HCG 구조와 제1 도파로 중심에서의 광 굴절률에 대한 분포를 나타낸 도면이다.
도 3b는 FDTD 시뮬레이션에서 HCG 구조와 제1 도파로 중심에서의 |Ez|2 분포를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른3차원 FDTD 시뮬레이션으로 얻어진 제1 도파로의 폭에 따른 커플링 효율을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시될 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소들을 나타낸다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원을 도시한 단면도이며, 도 2는 도 1의 광원을 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 광원은, 기판(110), 기판(110)상에 형성된 제1 절연층(120), 제1 절연층(120)상에 형성되며 광을 발산하는 발광부(130) 및 발광부(130)의 일측에 연결되어 있으며 광을 가이드하는 도파로(140)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 적용되는 광원은 광 집적 회로(optical integrated circuit)의 일 구성요소인 광원일 수 있다.
기판(110)은 Si나 GaAs와 같은 결정성 기판을 사용할 수 있다.
제1 절연층(120)은 기판(110)상에 배치될 수 있다. 제1 절연층(120)은 ZrO2, TiO2, MgO, CeO2, Al2O3, HfO2, NbO, SiO2, Si3N4중 적어도 하나를 포함하는 절연 물질로 형성될 수 있다. 그리고, 제1 절연층(120)의 절연 물질은 도파로(140)의 물질 특성에 따라 그 종류가 달라질 수 있으며, 도파로(140)의 굴절률보다 작은 굴절률을 가질 수 있다.
발광부(130)는 제1 절연층(120)의 일 영역상에 배치되며 특정 파장 대역의 광을 반사시키는 제1 반사층(132), 제1 반사층(132)상에 배치되는 제2 절연층(134), 제2 절연층(134)상에 배치되며 광 공진이 일어나는 활성층(136) 및 활성층(136)상에 배치되며 특정 파장 대역의 광을 반사시키는 제2 반사층(138)을 포함할 수 있다.
제1 반사층(132)은 복수 개의 실리콘 바(132-1)가 일정 간격으로 이격된 구조로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 반사층(132)은 복수 개의 실리콘 바(132-1)의 1차원 격자 구조일 수 있다. 1차원 격자 구조로 인하여 기판(110)과 평행한 방향으로 진행하는 광은 제1 반사층(132)에서 여기(excitation)된다. 그리고, 광은 제1 반사층(132)의 일측에 배치되어 있는 도파로(140)와 커플링되고 도파로(140)에 의해 가이드되어 광 집적회로의 다른 구성요소로 전송될 수 있다. 제1 반사층(132)의 격자 주기, 실리콘바의 폭 및 높이, 제1 및 제2 절연층(134)의 두께 등을 적절하게 조절하면 제1 반사층(132)은 높은 반사도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 반사층(132)은 HCG(High-index Contrast sub-wavelength Grating) 구조일 수 있다.
제2 절연층(134)은 제1 반사층(132)과 중첩될 뿐만 아니라, 후술하는 도파로(140)의 일 영역과도 중첩될 수 있다. 그리하여, 제2 절연층(134)은 활성층(136)과 제1 반사층(132)과의 통전을 방지할 뿐만 아니라, 도파로(140)의 통전도 방지할 수 있다.
활성층(136)은 III족과 V족 물질로 이루어진 III/V 화합물 반도체로 이루어져 있고 양자 우물 (Quantum Well) 구조를 포함할 수 있다. 양자 우물층은 다수의 양자 우물과 양자 우물 사이의 장벽층들로 구성되는 RPG(Resonant Periodic Gain) 구조를 갖을 수 있다. 활성층(136)은 예를 들어 광통신에 주로 이용되는 1.31um 또는 1.55um 파장에서 공진하는 높이로 구현될 수 있다. 그리고, 활성층(136)은 GaAs나 InP를 기본으로 하고, GaInNAs, InGaAlAs, InGaAsP, AlGaAsSb 등의 III/V 반도체 물질이 추가될 수 있다.
제2 반사층(138)은 활성층(136)에서 발생한 광을 제1 반사층(132)을 향해 반사하여, 광이 제1 반사층(132)과 제2 반사층(138) 사이에서 공진할 수 있도록 한다. 제2 반사층(138)은 기본 광의 공진 파장(λ)에서 최대의 반사율을 갖도록 설계된 분산 브래그 반사층(Distributed Bragg Reflector; DBR) 구조일 수 있다. 제2 반사층(138)은 굴절률이 서로 다른 두 개의 반도체층을 기본 광의 매질내 파장의 약 1/4 두께(즉, λ/4)로 교대로 반복하여 적층함으로써 형성될 수 있다. 예컨대, DBR 구조는 AlxGa(1-x)As 층과 AlyGa(1-y)As 층(여기서, 0 ≤ x,y ≤1, x ≠ y)을 각각 약 λ/4의 두께로 교대로 반복하여 얻을 수 있다. 또한, 제2 반사층(138)은 제1 반사층(132)과 동일한 구조를 가질 수도 있다.
도파로(140)는 제1 절연층(120)상의 일 영역상에서 제1 반사층(132)으로부터 연장된 실리콘층으로 형성될 수 있다. 도 2를 참조하면, 도파로(140)는 발광부(130)에서 기판(110)과 평행한 방향으로 진행하는 광이 입사되는 입구(141)와 입사된 광이 외부로 출력되는 출구(147)를 포함한다.
입사되는 광을 최대화하기 위해, 도파로(140)의 입구(141)의 높이(h2)는 제1 반사층(132)의 높이(h1)과 같고, 폭(w2 내지 w3)은 활성층(136)의 폭(w1)이하일 수 있다. 예를 들어, 도파로(140)의 입구(141)의 폭(w2)은 활성층(136)의 폭(w1)의 1/2이상이고 폭(w1)이하일 수 있다. 그리고, 광을 공급받는 광 집적 회로의 기본 도파로 크기에 따라 도파로(140)의 출구(147)의 크기는 입구(141)의 크기보다 작을 수 있다.
예를 들어, 도파로(140)는 발광부(130)에서 출사된 광을 도파로(140)로 커플링하여 가이드하는 제1 도파로(142), 폭(w)이 점진적으로 작아져서 광의 모드 크기를 변환시키는 제2 도파로(144), 변환된 모드의 크기로 광을 가이드하는 제3 도파로(146)로 구분될 수 있다.
제1 도파로(142)의 폭(w2)은 일정하며 그 폭(w2)은 활성층(136)의 폭(w1)이하일 수 있다. 예를 들어, 제1 도파로(142)의 폭(w2)은 다중 모드의 광이 도파될 수 있는 크기일 수 있다. 제2 도파로(144)의 일단의 폭(w)은 제1 도파로의 폭(w2)과 같고, 폭(w)이 연속적으로 작아져서 제2 도파로(144)의 타단의 폭(w)은 제3 도파로(146)의 폭(w3)과 같을 수 있다. 예를 들어, 제2 도파로(144)의 폭(w)은 다중 모드의 광을 단일 모드의 광으로 변환시키는 크기일 수 있다. 그리고, 제3 도파로(146)의 폭(w3)은 제3 도파로(146)와 연결된 광 집적회로의 일 구성요소의 폭과 같을 수 있다. 예를 들어, 제3 도파로(146)의 폭은 단일 모드의 광을 가이드하는 크기일 수 있다.
도 2에서는 도파로(140)의 폭이 불연속적으로 작아진 것으로 도시되어 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다. 도파로(140)의 폭은 입구(141)에서 출구(147)쪽으로 갈수록 연속적으로 작아질 수도 있다.
한편, SOI(silicon-on-insulator) 기판은 기판(110), 제1 절연층(120), 제1 반사층(132) 및 도파로(140)를 형성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, SOI 기판 중 실리콘층을 제1 반사층(132)을 형성하는 제1 패턴과 도파로(140)를 형성하는 제2 패턴으로 패터닝할 수 있다. 제1 패턴은 폭이 좁은 복수 개의 제1 실리콘 바(132-1)를 포함하고, 제2 패턴은 폭이 일정하지 않는 단일의 제2 실리콘 바를 포함할 수 있다. 그리고, 복수 개의 제1 실리콘 바(132-1)의 적어도 일부는 제2 실리콘 바와 연결될 수 있다.
상기와 같이, SOI 기판을 이용하여 발광부(130)의 제1 반사층(132) 및 도파로(140)를 한번에 형성할 수 있기 때문에 광원 제조 방법이 용이해진다.
활성층(136)은 III/V족 화합물 반도체 기판을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 활성층(136)은 웨이퍼 본딩 기술을 이용하여 실리콘층으로 구현된 제1 반사층(132)상에 부착될 수 있다. 상기 웨이퍼 본딩 기술은 활성층(136)과 반사층(132)사이의 열팽창 계수 차이에 따른 열적 스트레스를 줄일 수 있는 방법(예를 들면, 산소 플라즈마 본딩 기술)을 사용하여 수행될 수 있다.
이 경우, 활성층(136)과 제1 반사층(132) 사이에는, 이들을 서로 접착시키는 산화물질의 제2 절연층(134)이 생성될 수 있다. 제2 절연층(134)의 높이는 산소 플라즈마에 의해 처리되는 공정 시간을 제어함으로써 조절될 수 있다. 산화 물질의 제2 절연층(134)은 활성층(136)의 동작 전류가 상기 실리콘층으로 유입되는 것을 차단하기 때문에, 상기 동작 전류의 누설 및 이에 따른 제품의 소모 전력을 줄이는데 기여할 수 있다.
한편, 발광부(130)에서 발생된 광이 도파로(140)로 어느 정도 커플링(Coupling)되어 전파하는지를 나타내는 값이 커플링 효율(coupling efficiency)이라고 한다. 커플링 효율이 낮으면 도파로(140)로 광이 전파되지 못하고 기판(110) 방향으로 광이 방출되게 된다. 제1 반사층(132)은 1차원 격자 구조로 형성되어 있기 때문에, 제1 반사층(132)은 기판(110)과 평행한 방향으로 진행하는 광 성분을 여기시킨다. 이러한 기판(110)과 평행한 방향으로 진행하는 광이 제1 도파로(142)로 원활하게 커플링되면 높은 커플링 효율을 얻을 수 있다.
다음은 본 광원의 커플링 효율을 확인하기 위한 시뮬레이션 결과를 설명한다. 시뮬레이션에서, 제1 절연층(120)이 Si02이고, Si02의 두께가 1um인 SOI 기판을 사용하였다. 그리고, 제1 반사층(132)은 격자 주기가 0.515um, 실리콘바의 폭이 0.309um, 높이 0.355um인 HCG 구조을 이용하였다. HCG 구조위에 0.183um 높이의 산화물질의 제2 절연층(134)을 배치시키고, 기판(110)과 평행한 방향으로 가로(x) 5um, 세로(y) 5 um인 활성층(136) 및 DBR 반사층을 배치시켰다. 활성층(136)은 DBR 반사층과 HCG 구조 사이에서 기판(110)과 수직 방향으로 1.31um로 공진하는 수직 광학 캐비티 (optical cavity) 구조를 가진다. HCG 구조는 1.31um의 파장을 가지고 HCG 구조의 제1 반사층(132)에 수직 입사된 광 중 제1 실리콘바와 수직한 방향으로 편광된 광에 대해 99.89% 정도의 반사도를 가지며 DBR 구조는 편광에 상관없이 99.98% 정도의 반사도를 가지도록 설계하였다.
커플링 효율에 가장 큰 영향을 주는 부분이 HCG 구조와 제1 도파로(142)(Coupling waveguide)의 연결 부분이다. 제1 도파로(142)의 폭에 따른 커플링 효율을 계산하기 위하여 제1 도파로(142)의 폭을 변화시켜 가며 3차원 FDTD(Finite-difference time-domain)시뮬레이션을 수행하여 커플링 효율을 계산하였다.
　도 3a는 FDTD 시뮬레이션에서 본 발명의 일 실시예에 따른 HCG 구조와 제1 도파로 중심에서의 광 굴절률에 대한 분포를 나타낸 도면이고, 도 3b는 FDTD 시뮬레이션에서 HCG 구조와 제1 도파로 중심에서의 |Ez|2　분포를 나타낸 도면이다. 도 3a 및 도 3b에서의 점선(310)은 활성층(136)이 본딩되는 위치를 나타낸다.
도 3a에서 제1 반사층(132)으로 HCG 구조를 이용하면 반사층(132)에서 여기되는 광의 굴절률 변화가 큼을 확인할 수 있다. 그리고, 도 3b 에서 제1 도파로(142)의 |Ez|2　분포가 형성된 것으로부터 제1 반사층(132)에서 여기된 광이 제1 도파로(142)로 커플링되어 전파됨을 확인할 수 있다. 그리고, 도 3b로부터 제1 반사층(132)에서 여기된 광의 모드 크기는 활성층(136)의 폭과 대응되므로 제1 반사층(132)에서 여기된 광의 모드 크기는 활성층(136)의 폭에 의해 결정됨을 확인할 수 있다.
도 4는 3차원 FDTD 시뮬레이션으로 얻어진 제1 도파로의 폭에 따른 커플링 효율을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 도파로(140)의 폭이 커질수록 커플링 효율이 증가하다가 발광부(130)의 활성층(136)의 폭 5 um 정도에서 최대 32% 정도로 포화됨을 알 수 있다. 도 3b에서 활성층(136)의 폭이 제1 반사층(132)에서 여기되는 광의 모드 크기를 결정한다는 것을 확인하였으므로, 제1 반사층(132)에서 여기된 광이 제1 도파로(142)와 잘 매칭 (matching)되기 위해서는 도파로(140)의 폭이 본딩된 활성층(136)의 폭과 비슷해야 함을 알 수 있다. 또한 여기된 광은 중심에서 최대값을 가지는 가우시안(Gaussian) 분포와 유사한 모드 형태를 가지므로 제1 도파로(142)의 폭은 활성층(136)의 폭의 1/2 이상은 되어야 비교적 높은 커플링 효율을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
110: 기판 120: 제1 절연층
130: 발광부 132: 제1 반사층
134: 제2 절연층 136: 활성층
138: 제2 반사층 140: 도파로

Claims (15)

  1. 광을 발광시키는 발광부; 및
    상기 발광부의 일 측에 구비되어 상기 광을 가이드하는 도파로;를 포함하고,
    상기 도파로는 상기 광이 입력되는 입구와 상기 광이 출력되는 출구의 크기가 다른 광 집적 회로의 광원.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입구의 크기는 상기 출구의 크기보다 큰 광 집적 회로의 광원.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 도파로의 폭은 상기 입구에서 상기 출구로 갈수록 연속적으로 작아지는 광 집적 회로의 광원.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 도파로의 폭은 상기 입구에서 상기 출구로 갈수록 불연속적으로 작아지는 광 집적 회로의 광원.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 발광부에서 발광된 광을 커플링하는 제1 도파로;
    상기 광의 모드 크기를 변환시키는 제2 도파로; 및
    상기 변환된 모드 크기로 상기 광을 가이드하는 제3 도파로;를 포함하는 광 집적 회로의 광원
  6. 제 1항에 있어서,
    기판; 및
    상기 기판 위에 형성된 절연층;을 더 포함하고,
    상기 발광부와 상기 도파로는 상기 절연층상에서 연결되어 형성된 광 집적 회로의 광원.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 발광부는,
    제1 반사층;
    상기 제1 반사층상에 배치된 산화 물질의 절연층;
    상기 산화 물질의 절연층상에 배치된 형성된 활성층; 및
    상기 활성층상에 배치된 제2 반사층;을 포함하는 광 집적 회로의 광원.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 반사층 및 상기 도파로는 실리콘으로 형성된 광 집적 회로의 광원
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 도파로는,
    상기 제1 반사층과 중첩되게 연결된 광 집적 회로의 광원.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 반사층은 일정간격으로 이격되게 배치된 복수 개의 실리콘 바를 포함하는 광 집적 회로의 광원.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 도파로의 입구 폭 크기는 상기 활성층의 폭 크기의 1/2배이상 1배 이하의 범위내인 광 집적 회로의 광원.
  12. 서로 다른 제1 패턴 및 제2 패턴으로 패터닝된 실리콘층이 포함된 SOI(silicon-on-insulator)기판;
    상기 실리콘층의 적어도 일부 영역상에 배치된 절연층;
    상기 절연층의 적어도 일부 영역상에 배치된 활성층; 및
    상기 활성층의 적어도 일부 영역상에 배치된 반사층;을 포함하는 광 집적 회로의 광원.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 패턴은 일정 간격으로 이격되어 있는 복수 개의 제1 실리콘 바를 포함하는 광 집적 회로의 광원.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제2 패턴은 폭이 균일하지 않는 단일의 제2 실리콘 바를 포함하는 광 집적 회로의 광원.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 패턴의 실리콘층과 상기 제2 패턴의 실리콘 층은 연결되어 있는 광 집적 회로의 광원.
KR1020110065485A 2011-07-01 2011-07-01 광 집적 회로의 광원 KR20130003871A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110065485A KR20130003871A (ko) 2011-07-01 2011-07-01 광 집적 회로의 광원

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110065485A KR20130003871A (ko) 2011-07-01 2011-07-01 광 집적 회로의 광원

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130003871A true KR20130003871A (ko) 2013-01-09

Family

ID=47835940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110065485A KR20130003871A (ko) 2011-07-01 2011-07-01 광 집적 회로의 광원

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130003871A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6293446B2 (ja) 光集積回路用ハイブリッド垂直共鳴レーザ
US9136672B2 (en) Optical light source
EP2866067B1 (en) Grating based optical coupler
US9664855B2 (en) Wide shoulder, high order mode filter for thick-silicon waveguides
JP5082414B2 (ja) 光半導体装置および光導波路装置
EP2544319B1 (en) Laser source for photonic integrated devices
US20230341620A1 (en) Broadband back mirror for a photonic chip
JP6020601B2 (ja) レーザ装置、光変調装置及び光半導体素子
KR102163734B1 (ko) 실리콘 기판 상에 반도체 광증폭기와 통합 형성된 양자점 레이저 소자
US20130188904A1 (en) Hybrid laser light sources for photonic integrated circuits
JP5111161B2 (ja) フォトニック結晶層を有する構造体、それを用いた面発光レーザ
KR20170003560A (ko) Vcsel 구조
WO2013021421A1 (ja) 半導体光素子
US8472493B2 (en) Hybrid laser coupled to a waveguide
JPH10506756A (ja) 一次元周期誘導体導波路を使用する共振微小空洞
WO2015133093A1 (ja) 光導波路、それを用いた光部品および波長可変レーザ
KR102050502B1 (ko) 하이브리드 수직 공진 레이저 및 그 제조방법
JP2009170710A (ja) 光集積素子および光集積素子の製造方法
Zhou et al. On-chip photonic crystal surface-emitting membrane lasers
US9057828B2 (en) Multi-port light sources of photonic integrated circuits
US8705901B2 (en) Method for making polarization rotator and the polarization rotator made thereby
US11808997B1 (en) Heterogeneous photonic integrated circuits with doped waveguides
JP2006114739A (ja) 共振器および発光素子および波長変換素子
KR20130003871A (ko) 광 집적 회로의 광원
WO2005060058A1 (ja) 半導体レーザーおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination