KR100277354B1 - Optical fiber array block - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광도파로소자의 입출력 광도파로와 결합되는 광섬유어레이블록로서, 광섬유들로 이루어지며, 광섬유 각각은 소정 길이 만큼 코팅이 제거된 광섬유 어레이; 광도파로 소자의 입출력 광도파로와 결합되며, 하나의 홈을 구비하여 홈에 광섬유어레이의 코팅이 제거된 광섬유어레이의 일 부분이 위치하는 전단부와, 전단부의 홈의 폭보다 더 넓은 폭을 갖는 하나의 홈을 구비하여 홈에 상기 광섬유어레이의 코팅된 광섬유어레이 부분이 위치하는 후단부와, 전단부와 후단부를 연결하며, 전단부의 홈의 폭으로부터 후단부의 홈의 폭으로 서서히 변화하도록 테이퍼 형태로 폭이 변화하는 구조를 가지며, 광섬유어레이의 코팅이 제거된 나머지 광섬유어레이 부분이 위치하는 연결부를 구비하여, 광섬유 어레이가 실장되는 기본블록; 기본블록에 실장된 광섬유 어레이 중 코팅이 제거된 광섬유 부분을 고정시키는 광섬유 고정용 블록; 및 기본블록의 연결부에 위치한 광섬유 어레이 부분을 고정시키는 에폭시를 포함함을 특징으로 하며, 기존의 광섬유 어레이 블록 제작에서 사용하는 250㎛의 광섬유 간격을 125㎛인 1/2로 줄임으로써 광도파로소자 칩에서 입출력 도파로의 간격을 확보하기 위해 필요한 휨 광도파로영역의 길이를 줄임으로써 광도파로 소자의 크기를 대폭 줄일 수 있다.The present invention provides an optical fiber array block coupled to the input and output optical waveguide of the optical waveguide device, the optical fiber array block is composed of optical fibers, each optical fiber array having a coating removed by a predetermined length; A front end portion coupled to the input and output optical waveguide of the optical waveguide element and having one groove having one portion of the optical fiber array in which the coating of the optical fiber array has been removed, and one having a width wider than the width of the groove of the front end portion. It is provided with a groove in which the coated end of the optical fiber array of the coated optical fiber array is located, the front end and the rear end, and the tapered shape so as to gradually change from the width of the groove of the front end to the width of the groove of the rear end A basic block having a structure in which the optical fiber array is mounted and having a connection portion in which the remaining optical fiber array portion from which the coating of the optical fiber array is removed is mounted; An optical fiber fixing block for fixing an optical fiber portion from which the coating is removed among the optical fiber arrays mounted on the basic block; And an epoxy fixing the optical fiber array portion located at the connection part of the basic block, and the optical waveguide device chip is reduced by reducing the optical fiber spacing of 250 μm to 1/2 of 125 μm used in the conventional optical fiber array block manufacturing. The size of the optical waveguide device can be drastically reduced by reducing the length of the bending optical waveguide region necessary to secure the spacing between the input and output waveguides.
Description
본 발명은 평면기판상에 여러 가지 기능을 하는 광도파로 소자를 하나의 기판 상에 집적하여 제작하는 집적광학 소자의 입출력 광도파로에 광섬유를 정렬하여 결합할 때 사용되는 광섬유 어레이 블록에 관한 것으로서, 특히 광도파로 칩의 소형화를 위한 광섬유 어레이 블록에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber array block used when an optical fiber is aligned and coupled to an input / output optical waveguide of an integrated optical device fabricated by integrating an optical waveguide device having various functions on a flat substrate on a single substrate. An optical fiber array block for miniaturizing an optical waveguide chip.
광도파로 소자에 광섬유를 부착하기 위하여 제작되는 광섬유 어레이 블록의 종래의 구조 및 제작방법은 일반적으로 V형태의 홈을 갖는 블록을 이용하여 원형의 광섬유를 고정시키는 방법을 사용하며, 각각의 광섬유간의 간격은 코팅된 광섬유의 지름인 250㎛로 하여 제작한다. 이 경우 V홈에 실장되는 광섬유는 코팅을 제거하여 클래드(clad) 까지 125㎛ 직경으로 실장된다.Conventional structures and fabrication methods of an optical fiber array block fabricated to attach an optical fiber to an optical waveguide device generally use a method of fixing a circular optical fiber by using a V-shaped groove, and a gap between the optical fibers. It is made to be 250㎛ the diameter of the coated optical fiber. In this case, the optical fiber mounted in the V-groove is mounted with a 125 μm diameter to the clad by removing the coating.
일반적으로 광섬유 어레이 블록은 광섬유 간의 간격이 250㎛이므로 광도파로 소자에서도 광섬유와 결합될 입출력부의 도파로 간격이 250㎛이어야 한다. 광도파로 소자의 구조는 길이방향 크기와 폭이 1000:1 정도로 긴 형태이고 광도파로에서 휨손실을 줄이기 위해서는 도파로의 폭방향으로의 천이를 진행방향에 비해 작게해야 한다. 통상 도파로의 천이각도는 1° 이하로 제작한다. 그러므로 250㎛ 간격의 입출력 광도파로를 제작하기 위해서는 도파로 소자의 주 기능부 외에 주기능부의 광도파로와 입출력 도파로를 이어주는 곡선도파로 영역이 필요하게 된다. 이러한 곡선도파로의 추가에 의한 광도파로 소자의 길이는 입출력의 개수가 증가할수록 급수적으로 증가하게 되는 문제점이 있다.In general, since the optical fiber array block has a 250 µm spacing between optical fibers, the optical waveguide device should have a 250 µm spacing between the input and output portions to be combined with the optical fiber. The structure of the optical waveguide device is long in length and width of about 1000: 1, and in order to reduce the bending loss in the optical waveguide, the transition in the width direction of the waveguide must be smaller than the traveling direction. Usually, the transition angle of the waveguide is produced at 1 ° or less. Therefore, in order to manufacture the input / output optical waveguides having a 250 μm interval, a curved waveguide region connecting the optical waveguide and the input / output waveguide of the main functional part in addition to the main functional part of the waveguide element is required. The length of the optical waveguide device due to the addition of the curved waveguide has a problem in that it increases in series as the number of input and output increases.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 광도파로 칩의 크기를 줄이기 위하여 광섬유 어레이 블록의 광섬유간 간격을 광섬유의 클래드경의 크기인 125㎛ 로하여 광섬유를 간격없이 배열한 형태로 구성하는 광섬유 어레이 블록을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an optical fiber array block in which the optical fiber array block is arranged in a form in which the optical fibers are arranged without gaps to reduce the size of the optical waveguide chip to the interval between the optical fibers of the optical fiber array block to 125㎛ of the clad diameter of the optical fiber. will be.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 의한 광섬유 어레이 블록의 평면도, 측면도 및 정면도를 도시한 것이다.1A, 1B and 1C show a plan view, side view and front view of an optical fiber array block according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 코팅이 제거된 광섬유들, 110 : 광섬유 고정용 블록100: coated optical fibers, 110: block for fixing the optical fiber
120 : 광섬유 실장용 기본 블록, 130 : 코팅이 있는 광섬유120: basic block for mounting optical fiber, 130: optical fiber with coating
140 : 에폭시, 102 : 기본블록의 전단부140: epoxy, 102: front end of the basic block
104 : 기본블록의 연결부, 106 : 기본블록의 후단부104: connection of the basic block, 106: rear end of the basic block
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 광도파로소자의 입출력 광도파로와 결합되는 광섬유어레이블록은,According to the present invention for solving the technical problem, the optical fiber array block coupled to the input and output optical waveguide of the optical waveguide device,
광섬유들로 이루어지며, 상기 광섬유 각각은 소정 길이 만큼 코팅이 제거된 광섬유 어레이; 상기 광도파로 소자의 입출력 광도파로와 결합되며, 하나의 홈을 구비하여 상기 홈에 상기 광섬유어레이의 코팅이 제거된 광섬유어레이의 일 부분이 위치하는 전단부와, 상기 전단부의 홈의 폭보다 더 넓은 폭을 갖는 하나의 홈을 구비하여 상기 홈에 상기 광섬유어레이의 코팅된 광섬유어레이 부분이 위치하는 후단부와, 상기 전단부와 후단부를 연결하며, 상기 전단부의 홈의 폭으로부터 상기 후단부의 홈의 폭으로 서서히 변화하도록 테이퍼 형태로 폭이 변화하는 구조를 가지며, 상기 광섬유어레이의 코팅이 제거된 나머지 광섬유어레이 부분이 위치하는 연결부를 구비하여, 상기 광섬유 어레이가 실장되는 기본블록; 상기 기본블록에 실장된 광섬유 어레이 중 코팅이 제거된 광섬유 부분을 고정시키는 광섬유 고정용 블록; 및 상기 기본블록의 연결부에 위치한 광섬유 어레이 부분을 고정시키는 에폭시를 포함함을 특징으로 한다.An optical fiber array, the optical fiber array having a coating removed from the optical fiber by a predetermined length; A front end portion coupled to an input / output optical waveguide of the optical waveguide device, having one groove and having a portion in which the portion of the optical fiber array from which the coating of the optical fiber array has been removed is positioned; A groove having a width and connecting a rear end portion in which the coated optical fiber array portion of the optical fiber array is located in the groove, the front end portion and the rear end portion, and the width of the groove portion of the rear end portion from the width of the groove portion of the front end portion. A basic block having a structure in which the width is changed in a tapered shape so as to gradually change, the connection block having the remaining portion of the optical fiber array from which the coating of the optical fiber array is removed is mounted, and the optical block is mounted on the basic block; An optical fiber fixing block fixing the optical fiber portion from which the coating is removed among the optical fiber arrays mounted on the basic block; And an epoxy fixing part of the optical fiber array located at the connection part of the basic block.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 의한 광섬유 어레이 블록의 평면도, 측면도 및 정면도를 도시한 것으로서, 광섬유 실장을 위한 기본블록(120), 광섬유(100, 130), 광섬유 고정용블록(110) 및 에폭시(140)로 이루어진다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1A, 1B and 1C illustrate a plan view, a side view, and a front view of an optical fiber array block according to the present invention. The
상기 기본블록(120)은 광섬유 어레이를 실장하는 블록으로서, 전단부(102), 후단부(106) 및 연결부(104)로 이루어진다. 상기 전단부(102)는 광도파로 소자(미도시)의 입출력 광도파로와 결합되며, 하나의 홈을 구비하고, 상기 홈에 코팅이 제거된 광섬유들이 위치한다. 상기 홈은 코팅을 제거한 광섬유의 클래드 직경인 125㎛에 실장할 광섬유의 개수를 곱한 광섬유가 좌우이동없이 정확히 들어가는 폭을 갖도록 제작된다. 상기 후단부(106)는 하나의 홈에 코팅된 광섬유들이 위치한다. 상기 홈은 코팅을 포함한 광섬유의 직경인 250㎛에 실장될 광섬유를 곱한 길이 정도의 폭을 갖도록 제작된다. 상기 연결부(104)는 상기 전단부(102)와 후단부(106)를 연결하며, 상기 전단부(102)의 홈의 폭으로부터 상기 후단부(106)의 홈의 폭으로 서서히 변화하도록 테이퍼 형태로 폭이 변화하는 구조를 가지며, 코팅이 제거된 광섬유들이 위치한다. 즉 상기 전단부(102)와 후단부(106)의 사이는 광섬유를 기본 블록에 실장시 전단부(102)의 125㎛ 간격에서 후단부(106)의 250㎛ 간격으로 부드러운 곡선형태가 되로록 하기 위하여 전단부(102)의 홈의 폭으로부터 후단부(106)의 홈의 폭으로 서서히 변화하도록 테이퍼 형태로 폭이 변화하는 구조를 갖도록 한다. 상기 연결부(104)의 길이는 실장되는 광섬유의 개수에 따라 가장 큰 곡률을 갖는 최외곽 광섬유에서 휨에 의한 손실이 크게 발생하지 않도록 적당한 길이로 조절하여 결정한다. 일반적으로 실장되는 광섬유의 개수가 많아질수록 테이퍼 영역의 길이는 길어져야 한다.The
상기 광섬유 실장용 기본블록(120)을 제작하는 하나의 바람직한 일실시예는 Si 결정기판을 이용하는 방법으로, SiO2혹은 Si3N4가 박막형태로 형성된 Si 기판상에 SiO2혹은 Si3N4를 스트립 패턴형태로 제거하고, KOH 용액에서 습식식각하는 방법이다. 이러한 방법으로 전단부와 후단부 그리고 전단부와 후단부 사이의 테이퍼 영역을 동시에 제작할 수 있다. 이러한 방법 외에도 기계적 가공, 금형몰딩(molding) 등의 방법으로 이러한 광섬유 실장용 기본 블록을 제작할 수 있다.Embodiment a preferred example of making the
상기 광섬유(100, 130)는 기본블록(120)의 전단부(102) 및 연결부(104) 에서는 코팅을 제거한 형태로 실장되며, 후단부(106)에서는 코팅이 있는 형태로 사용한다. 이러한 광섬유는 실장 및 사용상의 편의를 위하여 리본 광섬유를 사용하는 것이 효과적이다.The
광섬유 고정용 블록(110)은 기본 블록(120)의 전단부(102)에서 실장된 광섬유를 충분히 눌러 고정시킬 수 있도록 제작한다. 이를 위하여 고정용 블록(110)의 형태는 기본 블록(120)의 역상형태를 취하도록 구성함이 바람직하다. 고정용 블록(110)의 제작의 바람직한 일실시예는 기본블록(120)의 제작에서와 마찬가지로 Si의 습식식각 방법으로 제작하는 것이다. 이러한 방법 외에도 기계적가공, 금형몰딩(molding) 등의 방법으로 이러한 광섬유 고정용 블록을 제작할 수 있다.The optical
에폭시(140)는 상기 기본블록(120)의 연결부(104)에 위치한 코팅이 제거된 광섬유어레이를 고정시키며, 상기 전단부(102)에서 후단부(106)로 갈수록 그 두께가 작아진다. 그리고 상기 에폭시는 상기 기본블록(102)의 연결부(104)에 위치한 코팅이 제거된 광섬유 어레이 뿐만아니라 필요에 따라 상기 후단부(106)에 위치한 코팅된 광섬유 어레이의 소정 길이 만큼을 고정시킬 수도 있다.The
한편 광섬유 어레이 블록의 조립순서는 기본 블록(120) 위에 광섬유(100, 130)을 실장하고 에폭시(140)를 도포하고 광섬유 고정용 블록(110)을 기본블록의 전단부(102)에 위치한 광섬유를 눌러 고정하므로써 이루어진다. 이후 광섬유 어레이 블록의 전단부 단면을 연마하여 광도파로소자 칩상의 입출력 광도파로와 저손실로 결합할 수 있도록 한다.On the other hand, the assembly order of the optical fiber array block is to mount the optical fibers (100, 130) on the
본 발명은 기존의 광섬유 어레이 블록 제작에서 사용하는 250㎛의 광섬유 간격을 125㎛인 1/2로 줄임으로써 광도파로소자 칩에서 입출력 도파로의 간격을 확보하기 위해 필요한 휨 광도파로영역의 길이를 줄임으로써 광도파로 소자의 크기를 대폭 줄일 수 있다.The present invention reduces the length of the bending optical waveguide region required to secure the spacing of the input and output waveguides in the optical waveguide device chip by reducing the optical fiber spacing of 250 μm to 1/2 of 125 μm used in the conventional optical fiber array block fabrication. The size of the optical waveguide device can be greatly reduced.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070910 Year of fee payment: 8 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |