KR100348145B1 - Polymer with low optical loss and thermo-optic device for optical communication - Google Patents

Polymer with low optical loss and thermo-optic device for optical communication Download PDF

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Abstract

본 발명은 저광손실 고분자 화합물 및 광통신용 열광학소자를 제공한다. 본 발명은 종래의 열광학소자에서 발생되는 분자구조 내의 진동에 의한 광손실의 문제를 해결하기 위하여 광손실을 유발하는 관능기를 배제한 새로운 저광손실 단량체를 합성하여 굴절률이 서로 다른 단량체들의 공중합을 통해 미세한 굴절률 조정을 가능하게 하였으며, 열경화가 가능한 단량체와의 공중합을 통해 소자 제작을 위한 다층 적층이 가능하며 이로부터 광통신용 열광학 소자를 제조할 수 있게 한다.The present invention provides a low light loss polymer compound and a thermo-optic device for optical communication. The present invention synthesizes a new low-light loss monomer excluding the functional group causing the optical loss in order to solve the problem of optical loss due to vibration in the molecular structure generated in the conventional thermo-optical device by fine copolymerization of monomers having different refractive indices It is possible to adjust the refractive index, it is possible to manufacture a multi-layer stack for the device fabrication through copolymerization with the monomer capable of thermosetting, thereby making it possible to manufacture a thermo-optic device for optical communication.

Description

저광손실 고분자 화합물 및 광통신용 열광학 소자{POLYMER WITH LOW OPTICAL LOSS AND THERMO-OPTIC DEVICE FOR OPTICAL COMMUNICATION}Low Optical Loss Polymer Compound and Thermo-optical Device for Optical Communication {POLYMER WITH LOW OPTICAL LOSS AND THERMO-OPTIC DEVICE FOR OPTICAL COMMUNICATION}

본 발명은, 광통신용 열광학 소자를 구성하는 코아층과 클래딩층의 굴절률을 미세하게 조절할 수 있는 새로운 저광손실 고분자 화합물과, 이 고분자 화합물을 사용하여 제조된 광통신용 열광학 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a novel low light loss polymer compound capable of finely controlling the refractive indices of a core layer and a cladding layer constituting an optical communication thermo optical element, and an optical communication thermo optical element manufactured using the polymer compound.

현재의 광통신 시스템은 시간다중분할 방식(TDM)과 파장분할방식(WDM) 등의 광대역화를 꾀하고 있으며, 이에 필요한 광신호의 발생은 반도체 레이저를 직접 구동시키는 직접변조방식을 사용하고 있으나, 보다 높은 해상력과 고속정보처리가 필요한 화상회의, 양질의 HDTV, 영상화면의 전송 등과 같은 고도의 종합통신망에서는 비선형 광학물질을 사용하는 수십 Gbps 이상의 처리능력을 갖는 마하젠더 간섭계(Mach-Zender interferometer) 형태의 간접구동 방식이 사용될 전망이다. 이들은 전기적 신호를 광신호로 변환시키거나 신호 진행방향을 조정하는 스위칭 등으로 대별되는 전기광학 소자들이다.The current optical communication system is attempting to widen the bandwidth such as time division division (TDM) and wavelength division (WDM), and the generation of the optical signal required is a direct modulation method that directly drives a semiconductor laser. In highly integrated networks such as videoconferencing, high quality HDTV, and video transmission that require high resolution and high-speed information processing, the Mach-Zender interferometer has a processing capacity of more than a few tens of Gbps using nonlinear optical materials. Indirect driving is expected to be used. These are electro-optical devices that are roughly classified by switching electrical signals into optical signals or by switching a signal propagation direction.

반면에 고속 통신용 WDM 광네트워크 속에 있는 단말기를 약 10ms 이하의 짧은 시간에 연결하여 주면서도 전기광학 소자의 단점인 편광 의존성, 장기 신뢰성의 감소, 광손실 등의 일반적인 문제를 해결할 수 있는 새로운 광소자의 개발이 필요하다. 이와 같은 특성을 갖는 가장 유력한 소자가 바로 열광학 소자이다.On the other hand, the development of a new optical device that can solve the common problems such as polarization dependence, long-term reliability reduction and optical loss, which are disadvantages of the electro-optic device, while connecting the terminals in the high-speed communication WDM optical network in about 10 ms or less need. The most potent element having such characteristics is a thermo-optic element.

이 소자의 작동원리는 전기광학 소자의 원리와 같이 광도파로 내의 굴절률 변화를 응용한 것으로써 전기광학 소자의 전기적인 광신호를 열로 바꾸어 놓은 것이다. 즉, 열에 의해 코아층의 광굴절률이 변화하고, 이에 따라 도파로 내의 광신호 진행방향이 바뀌게 되어 스위칭 역할을 하게 되는 것이다. 이 소자는 전기광학 소자에 사용되는 전기광학 특성 부여를 위한 비선형 광학물질, 즉 극성(polar)의 화합물인 크로모포어(chromophore)의 사용이 요구되지 않고, 또한 폴링(polling)이라는 공정이 필요하지 않기 때문에, 광도파로 및 스위칭의 제작이 매우 단순하다는 장점과 함께, 시간에 따른 퍼포먼스(performance)의 감소, 극성물질의 존재와 관련된 광손실의 감소 등과 같은 문제가 거의 없다는 장점이 있다.The principle of operation of this device is to apply the change of the refractive index in the optical waveguide in the same way as the principle of the electro-optical device. That is, the optical refractive index of the core layer is changed by heat, and thus the optical signal propagation direction in the waveguide is changed to serve as a switching role. This device does not require the use of nonlinear optical materials, ie, chromophores, which are polar compounds, for the electro-optic properties used in electro-optical devices, and does not require a process called polling. As a result, the manufacturing of the optical waveguide and the switching is very simple, and there are almost no problems such as a decrease in performance over time, a reduction in light loss associated with the presence of a polar material, and the like.

열광학 소자는 도 1에 도시된 바와 같이, 기본적으로 광섬유의 원리와 같이, 상,하부전극이 연결되는 상,하부 금속층(1,2)에 둘러싸인 두 개의 상,하부 클래딩층(3,4) 사이에 코아층(5)이 있는 3층으로 구성되어 있다. 미설명 부호 6은 광도파 영역이다.As shown in FIG. 1, the thermo-optic device basically has two upper and lower cladding layers 3 and 4 surrounded by upper and lower metal layers 1 and 2 to which upper and lower electrodes are connected, as in the principle of an optical fiber. It consists of three layers with the core layer 5 in between. Reference numeral 6 is an optical waveguide region.

열광학 소자의 제조공정은 전기광학소자에서 필수적인 폴링공정이 필요하지 않으므로 공정상 장점이 있다. 그러나, 광통신용 광소자에 사용되는 고분자 물질은 광손실이 적어야 한다.The manufacturing process of the thermo-optic device is advantageous in that it does not require the necessary polling process in the electro-optical device. However, polymer materials used in optical devices for optical communication should have low light loss.

광소자의 광손실은 물질 고유의 광흡수, 고유 광산란, 외부요인에 기인한다. 먼저, 외부요인에 의한 광손실은 공정 최적화를 통해 최소화할 수 있으며, 광산란에 의한 광손실은 미미하여 전체 광손실에 거의 영향을 주지 않는다. 따라서, 전체 광손실을 줄이기 위해서는, 물질 고유의 광흡수를 줄이는 것이 필수적이며, 이는 분자설계 단계에서부터 고려되어야 한다. 고분자 물질 고유의 광손실은 전자전이 흡수와 적외선 진동 흡수에 위한 것인데, 고분자에서 전자전이 흡수 손실은 주로 C=C 이중결합의 π-π*전이와 C=O 결합의 n-π*전이에 따른 흡수로 UV-가시(visible) 영역에서 일어나기 때문에, 광통신 파장영역에서는 무시되고, 분자구조 내의 진동에 의한 흡수가 가장 중요한 요인이 된다. 특히, C-H(N-H, O-H) 결합에 의한 근적외선 영역의 진동흡수 손실이 광손실의 주된 원인이다.The optical loss of optical devices is due to the material's inherent light absorption, inherent light scattering, and external factors. First, the light loss due to external factors can be minimized through process optimization, and the light loss due to light scattering is insignificant and thus does not affect the overall light loss. Therefore, to reduce the total light loss, it is essential to reduce the light absorption inherent in the material, which must be considered from the molecular design stage. The optical loss of the polymeric substance-specific electron transfer geotinde for the absorption and infrared vibration absorption, the polymer in the electron transfer absorption loss is mainly C = C double bond of the π-π * transition and the C = O bond n-π * transition of the Since absorption occurs in the UV-visible region, it is ignored in the optical communication wavelength region, and absorption by vibration in the molecular structure is the most important factor. In particular, the vibration absorption loss in the near infrared region by CH (NH, OH) bonding is the main cause of the optical loss.

또한, 코아층과 클래딩층의 굴절률을 미세하게 조절할 수 있어야 광손실이 적은 광소자의 제조가 가능하다.In addition, the refractive index of the core layer and the cladding layer can be finely adjusted to enable the manufacture of an optical device with low light loss.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 광소자에서 발생되는 광손실의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 합성되는 고분자 물질의 굴절률의 미세조정을 가능하게 하고 이들 바탕으로 광손실이 적은 열광학 소자를 제조하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problem of the optical loss generated in the conventional optical device as described above, it is possible to fine-tune the refractive index of the polymer material to be synthesized and based on these thermo-optical device with low optical loss To prepare for that purpose.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고분자 화합물은, 하기 구조식 A로 표시되는 단량체(이하, 단량체 A라 한다)와, 하기 구조식 B1 또는 B2로 표시되는 단량체(이하, 단량체 B1 또는 B2라 한다)와, 하기 구조식 C로 표시되는 단량체(이하, 단량체 C라 한다)와, 하기 구조식 D로 표시되는 단량체(이하, 단량체 D라 한다)를 공중합하여 얻어지며, 고분자 주사슬이 트리아진(triazine) 유도체와 헥사플루오로비스페놀(hexafluorobisphenol) A로 이루어진 하기 구조식 E로 표시되는 고분자 화합물(이하, 고분자 E라 한다)이다:(A)(B1)(B2)(C)(D)(E)(이때, l은 0∼100, m은 0∼100, n은 10∼100이고, l과 m은 동시에 0은 아니다).더구나, 본 발명에 따른 광통신용 열광학 소자는,하기 구조식 E로 표시되는 고분자 화합물에 하기 구조식 F로 표시되는 트리아진 유도체의 열경화제를 첨가하고 유기용제에 용해시킨 다음, 반도체 웨이퍼 상에 도포하고 열경화반응시켜 얻어진 코아층과,하기 구조식 E로 표시되는 고분자 화합물에 하기 구조식 F로 표시되는 열경화제를 첨가하고 유기용제에 용해시킨 다음, 반도체 웨이퍼 상에 도포하고 열경화반응시켜 얻어지며 상기 코아층과는 굴절률이 다른 클래딩층을 구비한다:(E)(F)(이때, 코아층에 대해서는 l은 0, m은 1∼100, n은 10∼100이고, 클래딩층에 대해서는 l은 1∼100, m은 0, n은 10∼100이다).The polymer compound according to the present invention for achieving the above object is a monomer represented by the following structural formula A (hereinafter referred to as monomer A), and a monomer represented by the following structural formula B1 or B2 (hereinafter referred to as monomer B1 or B2) And a monomer represented by the following structural formula C (hereinafter referred to as monomer C) and a monomer represented by the following structural formula D (hereinafter referred to as monomer D) to obtain a copolymer of a triazine derivative. And a high molecular compound represented by the following structural formula E consisting of hexafluorobisphenol A (hereinafter referred to as polymer E): (A) (B1) (B2) (C) (D) (E) (Wherein l is 0 to 100, m is 0 to 100, n is 10 to 100, and l and m are not 0 at the same time). Furthermore, the thermo-optical element for optical communication according to the present invention is represented by the following structural formula E A core layer obtained by adding a thermosetting agent of a triazine derivative represented by the following formula (F) to a polymer compound, and dissolving it in an organic solvent, and then applying it on a semiconductor wafer and thermosetting to a polymer compound represented by the following formula (E) A thermosetting agent represented by the following structural formula F is added, dissolved in an organic solvent, coated on a semiconductor wafer, and thermally cured, and has a cladding layer having a refractive index different from that of the core layer: (E) (F) (At this time l is 0, m is 1-100, n is 10-100, and cladding layer, l is 1-100, m is 0, n is 10-100).

본 발명에서는, 서로 다른 관능기를 갖는 단량체들의 종류와 함량을 변화시켜 고분자 화합물의 굴절률을 미세하게 조절 가능하게 한다. 이때, 공중합 반응에 첨가되는 단량체들의 종류와 함량에 따라 얻어진 고분자 화합물, 결국 열광학 소자를 구성하는 코아층과 클래딩층의 굴절률이 1.50 - 1.55인 범위를 갖는다.In the present invention, it is possible to finely control the refractive index of the polymer compound by changing the type and content of monomers having different functional groups. At this time, the polymer compound obtained according to the type and content of the monomers added to the copolymerization reaction, and thus the refractive index of the core layer and the cladding layer constituting the thermo-optic device has a range of 1.50 to 1.55.

본 발명에 따르면, 고분자 내부에 광손실을 유발하는 관능기를 최대한 배제함으로써, 저광손실을 갖는 고분자 화합물을 제공할 수 있으며, 광통신용 열광학 소자를 구성하는 코아층과 클래딩층의 광손실을 줄일 수 있음은 물론, 그것의 굴절률을 미세하게 조절할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a polymer compound having a low light loss by maximizing the functional group causing the optical loss inside the polymer, and to reduce the light loss of the core layer and the cladding layer constituting the thermo-optic device for optical communication. Of course, its refractive index can be finely adjusted.

도 1은 일반적인 광통신용 열광학 소자의 단면 구성도,1 is a cross-sectional configuration diagram of a thermo-optic device for a general optical communication;

도 2는 단량체의 함량에 따른 본 발명의 고분자 화합물의 굴절률의 변화에 대한 일례를 나타낸 그래프.Figure 2 is a graph showing an example of the change in refractive index of the polymer compound of the present invention according to the content of the monomer.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 상부 금속층 2 : 하부 금속층1: upper metal layer 2: lower metal layer

3 : 상부 클래딩층 4 : 하부 클래딩층3: upper cladding layer 4: lower cladding layer

5 : 코아층 6 : 광도파 영역5: core layer 6: optical waveguide region

이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따른 고분자 물질은 광손실을 유발하는 C-H(N-H, O-H) 결합이 최대한 배체된 구조를 가지며, 하기 반응식 1을 통해 합성된다. 상기 반응식 1에서 합성된 고분자를 사용하여 광소자를 제작하기 위해 하부 클래딩층을 코팅한 후 그 위에 코아층을 코팅하거나, 코아층 위에 상부 클래딩층을 코팅할 때, 상기한 단량체 C는 유기용제에 대한 박막의 안정성을 부여하는 역할을 한다.이때, 상기한 단량체 A, 단량체 B1, 단량체 B2, 단량체 C 및 단량체 D는 하기 반응식 2 내지 5를 통해 합성된다. (상기 반응식에서, PPTS는 pyridinium p-toluene sulfonate를 나타낸다).광소자 제조시, 상기한 고분자 화합물을 웨이퍼 상에 박막도포하여 클래딩층을 제조하고, 그것의 상층에 코아층을 제조한 후 식각공정에 의해 패턴을 제조하게 되는데, 이때 박막의 표면상태를 유지하기 위해 열경화제를 함께 사용한다. 이와 같은 열경화제도 마찬가지로 광손실을 최소화하기 위해 트리아진을 주된 구조로 갖고 경화 관능기로서 C-C 삼중결합이 도입된 상기 구조식 F로 표시되는 열경화제를 사용하는데, 이 열경화제의 함량은 고분자 물질 전체량의 30wt% 이하인 것이 바람직하다. 이러한 열경화제는 하기 반응식 6을 통해 합성된다. (이때, PPTS는 pyridinium p-toluene sulfonate를 나타낸다).The polymer material according to the present invention has a structure in which CH (NH, OH) bonds causing light loss are most excreted, and are synthesized through the following Scheme 1. When the lower cladding layer is coated to fabricate the optical device using the polymer synthesized in Scheme 1, and then the core layer is coated thereon or the upper cladding layer is coated on the core layer, the monomer C is used for the organic solvent. In this case, the monomer A, the monomer B1, the monomer B2, the monomer C, and the monomer D are synthesized through the following Schemes 2 to 5. (In the above scheme, PPTS stands for pyridinium p-toluene sulfonate.) In the manufacture of an optical device, a cladding layer is prepared by applying a thin film of the above-described polymer compound on a wafer, an core layer is formed on the upper layer, and an etching process To prepare a pattern by using a thermosetting agent together to maintain the surface state of the thin film. The thermosetting agent likewise uses a thermosetting agent represented by the above formula F having a triazine as a main structure and introducing a CC triple bond as a curing functional group in order to minimize light loss. Is preferably 30 wt% or less. This thermosetting agent is synthesized through Scheme 6 below. (PPTS stands for pyridinium p-toluene sulfonate).

한편, 상기한 고분자 화합물을 열광학 소자에 사용할 때, 열광학 소자의 굴절률의 미세조절은, 고분자 제조시 서로 다른 관능기를 갖는 첨가되는 단량체들의 종류와 함량을 변화시킴으로써 가능하다. 참고로, 단량체 A의 함량에 따른 본 발명의 고분자 화합물의 굴절률의 변화에 대한 일례를 도 2에 그래프로 나타내었다.상기한 고분자를 사용하여 열광학 소자를 제조하기 위해서는, 상기 구조식 E로 표시되는 고분자 화합물에 상기 구조식 F로 표시되는 트리아진 유도체의 열경화제를 첨가하고 유기용제에 용해시켜 용액을 제조한다. 이 용액을 반도체 웨이퍼 위에 도포하고 열경화반응시켜 코아층을 제조한다. 또한, 상기 구조식 E로 표시되는 고분자 화합물에 상기 구조식 F로 표시되는 열경화제를 첨가하고 유기용제에 용해시켜 용액을 제조한다. 이 용액을 반도체 웨이퍼 상에 도포하고 열경화반응시켜 상기 코아층과는 굴절률이 다른 클래딩층을 제조한다. 이때, 코아층으로는 단량체 B1 또는 B2, 단량체 C 및 단량체 D를 공중합시켜 얻어진 고분자 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 클래딩층으로는 단량체 A, 단량체 C 및 단량체 D를 공중합시켜 얻어진 고분자 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 제조된 고분자들은 기본적인 구조가 거의 유사하면서 굴절률 차가 미세하게 나도록 조절할 수 있으므로, 각각 코아층과 클래딩층으로 사용하였을 때, 층간 접착이 뛰어나며 열에 의한 스트레스 또한 거의 없게 된다.On the other hand, when using the above-described polymer compound in the thermo-optic device, fine control of the refractive index of the thermo-optic device is possible by changing the type and content of the added monomers having different functional groups in the production of the polymer. For reference, an example of the change of the refractive index of the polymer compound of the present invention according to the content of monomer A is shown graphically in FIG. 2. In order to manufacture a thermo-optical device using the above-described polymer, represented by Structural Formula E A solution is prepared by adding a thermosetting agent of the triazine derivative represented by Formula F to the polymer compound and dissolving it in an organic solvent. This solution is applied onto a semiconductor wafer and thermally cured to prepare a core layer. Also, a solution is prepared by adding a thermosetting agent represented by Formula F to a polymer compound represented by Formula E and dissolving it in an organic solvent. This solution is applied onto a semiconductor wafer and thermally cured to prepare a cladding layer having a refractive index different from that of the core layer. At this time, it is preferable to use the polymer compound obtained by copolymerizing monomer B1 or B2, monomer C, and monomer D as a core layer, and using the polymer compound obtained by copolymerizing monomer A, monomer C, and monomer D as a cladding layer. It is preferable. The polymers prepared in this way can be adjusted so that the refractive index difference is fine while the basic structure is almost similar, and when used as the core layer and the cladding layer, respectively, the adhesion between the layers is excellent and there is almost no thermal stress.

이와 같이 하여 하부 클래딩층, 코아층, 상부 클래딩층의 순서로 스핀-코팅(spin-coating)법에 의해 박막 도포한 후, 열을 가하여 유기용제의 건조 및 열경화 반응을 유도하여 박막의 열적, 물리적 안정성을 부여한다. 이때, 코아층 형성후에는 식각방법에 의해 패턴을 형성한다.In this way, the thin cladding is applied by spin-coating in the order of the lower cladding layer, the core layer, and the upper cladding layer, and then heat is applied to induce drying and thermal curing reaction of the organic solvent. Imparts physical stability. At this time, after the core layer is formed, a pattern is formed by an etching method.

상기한 각층의 두께는 박막도포시 사용한 유기용제의 종류, 고분자 물질의 농도, 스핀-코팅시의 회전수 등을 변화시킴으로써, 1 - 10㎛까지 변화시킬 수 있다.The thickness of each layer can be changed to 1 to 10 µm by changing the type of organic solvent used for thin film application, the concentration of a polymer material, the number of rotations during spin-coating, and the like.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.(제 1 실시예)먼저, 코아층과 클래딩층으로 사용할 고분자 화합물을 제조하였다.Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail. (First Example) First, a polymer compound to be used as a core layer and a cladding layer was prepared.

코아층으로는 단량체 B1, 단량체 C 및 단량체 D의 비율이 4:1:5인 고분자를 사용하였으며, 이때, 굴절률은 1.54이었다. 클래딩층으로는 단량체 A와 단량체 C와 단량체 D의 비율이 2:1:3인 조성을 사용하였으며, 이때 굴절률은 1.52이었다. 코아와 클래딩층을 박막도포시에 씨크로헥사논(cyclohexanone)을 용제로 사용하여 20% 농도의 용액을 제조하여 사용하였다. 용액을 제조시에 열경화제는 고분자 물질의 10wt%를 첨가하였다.As the core layer, a polymer having a ratio of 4: 1: 5 of monomers B1, C and D was used, and the refractive index was 1.54. As the cladding layer, a composition in which the ratio of monomer A, monomer C, and monomer D was 2: 1: 3 was used, wherein the refractive index was 1.52. The core and the cladding layer were prepared by using a solution of 20% concentration using cyclohexanone as a solvent for thin film coating. In preparing the solution, the thermosetting agent added 10 wt% of the polymer material.

그후, 실리콘 웨이퍼 위에 클래딩층을 박막도포하였다. 박막도포는 스핀 코팅법을 사용하였으며, 도포후에 200℃에서 2시간 동안 열경화 반응을 진행시켰다. 제조된 층 두께는 5㎛이었다.Thereafter, a cladding layer was thinly coated on the silicon wafer. The thin film coating was spin-coated, and the thermal curing reaction was performed at 200 ° C. for 2 hours after the coating. The layer thickness produced was 5 μm.

이 위에 코아층을 동일한 방법으로 박막 도포하고 200℃에서 2시간 동안 열경화반응을 진행시킨 다음, 건식식각방법을 사용하여 패턴을 형성하였다.The core layer was coated on the thin film in the same manner, the thermosetting reaction was performed at 200 ° C. for 2 hours, and then a pattern was formed using a dry etching method.

마지막으로, 코아층 위에 클래딩층을 동일한 방법으로 다시 박막도포 및 열경화시킴으로써, 열광학 소자를 제조하였다.Finally, the cladding layer on the core layer was again thin film coated and thermoset in the same manner, thereby manufacturing a thermo-optic device.

(제 2 실시예)코아층으로는 단량체 B2, 단량체 C 및 단량체 D의 비율이 4:1:5인 고분자를 사용하였으며, 이때, 굴절률은 1.54이었다. 클래딩층으로는 단량체 A와 단량체 C와 단량체 D의 비율이 2:1:3인 조성을 사용하였으며, 이때 굴절률은 1.52이었다. 코아와 클래딩층을 박막도포시에 씨크로헥사논을 용제로 사용하여 20% 농도의 용액을 제조하여 사용하였다.(Example 2) A polymer having a ratio of 4: 1: 5 of monomer B2, monomer C and monomer D as a core layer was used, wherein the refractive index was 1.54. As the cladding layer, a composition in which the ratio of monomer A, monomer C, and monomer D was 2: 1: 3 was used, wherein the refractive index was 1.52. The core and the cladding layer were prepared by using a solution of 20% concentration using cyclohexanone as a solvent for thin film coating.

그후, 실리콘 웨이퍼 위에 클래딩층을 박막도포하였다. 박막도포는 스핀 코팅법을 사용하였으며, 도포후에 200℃에서 2시간 동안 열경화 반응을 진행시켰다. 제조된 층 두께는 5㎛이었다.Thereafter, a cladding layer was thinly coated on the silicon wafer. The thin film coating was spin-coated, and the thermal curing reaction was performed at 200 ° C. for 2 hours after the coating. The layer thickness produced was 5 μm.

이 위에 코아층을 동일한 방법으로 박막 도포하고 200℃에서 2시간 동안 열경화반응을 진행시킨 다음, 건식식각방법을 사용하여 패턴을 형성하였다.The core layer was coated on the thin film in the same manner, the thermosetting reaction was performed at 200 ° C. for 2 hours, and then a pattern was formed using a dry etching method.

마지막으로, 코아층 위에 클래딩층을 동일한 방법으로 다시 박막도포 및 열경화시킴으로써, 열광학 소자를 제조하였다.Finally, the cladding layer on the core layer was again thin film coated and thermoset in the same manner, thereby manufacturing a thermo-optic device.

본 발명에 따르면, 고분자 내부에 광손실을 유발하는 관능기를 최대한 배제함으로써, 저광손실을 갖는 고분자 화합물을 제공할 수 있으며, 광통신용 열광학 소자를 구성하는 코아층과 클래딩층의 광손실을 줄일 수 있음은 물론, 그것의 굴절률을 미세하게 조절할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a polymer compound having a low light loss by maximizing the functional group causing the optical loss inside the polymer, and to reduce the light loss of the core layer and the cladding layer constituting the thermo-optic device for optical communication. Of course, its refractive index can be finely adjusted.

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 하기 구조식 A로 표시되는 단량체와, 하기 구조식 B1 또는 B2로 표시되는 단량체와, 하기 구조식 C로 표시되는 단량체와, 하기 구조식 D로 표시되는 단량체를 공중합하여 얻어진 하기 구조식 E로 표시되는 열광학소자용 고분자 화합물:The polymer for thermo-optical device represented by the following structural formula E obtained by copolymerizing the monomer represented by the following structural formula A, the monomer represented by the following structural formula B1 or B2, the monomer represented by the following structural formula C, and the monomer represented by the following structural formula D compound: (A)(A) (B1)(B1) (B2)(B2) (C)(C) (D)(D) (E)(E) (이때, l은 0∼100, m은 0∼100, n은 10∼100이고, l과 m은 동시에 0은 아니다).(Wherein l is 0 to 100, m is 0 to 100, n is 10 to 100, and l and m are not 0 at the same time). 하기 구조식 E로 표시되는 고분자 화합물에 하기 구조식 F로 표시되는 열경화제를 첨가하고 유기용제에 용해시킨 다음, 반도체 웨이퍼 상에 도포하고 열경화반응시켜 얻어진 코아층과,A core layer obtained by adding the thermosetting agent represented by the following structural formula F to the polymer compound represented by the following structural formula E, dissolving it in an organic solvent, coating the semiconductor wafer, and performing a thermosetting reaction; 하기 구조식 E로 표시되는 고분자 화합물에 하기 구조식 F로 표시되는 열경화제를 첨가하고 유기용제에 용해시킨 다음, 반도체 웨이퍼 상에 도포하고 열경화반응시켜 얻어지며 상기 코아층과는 굴절률이 다른 클래딩층을 구비한 광통신용 열광학 소자:A cladding layer obtained by adding a thermosetting agent represented by the following Formula (F) to the polymer compound represented by the following Formula (E), dissolving it in an organic solvent, coating on a semiconductor wafer, and undergoing a thermosetting reaction, having a refractive index different from that of the core layer. Thermo-optic device for optical communication with: (E)(E) (F)(F) (이때, 코아층에 대해서는 l은 0, m은 1∼100, n은 10∼100이고, 클래딩층에 대해서는 l은 1∼100, m은 0, n은 10∼100이다).(At this time l is 0, m is 1-100, n is 10-100, and cladding layer, l is 1-100, m is 0, n is 10-100). 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 코아층과 클래딩층은 1.50∼1.55의 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 광통신용 열광학 소자.The core layer and the cladding layer has a refractive index of 1.50 to 1.55.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3996187A (en) * 1975-04-29 1976-12-07 American Optical Corporation Optically clear filled silicone elastomers
JPS5624423A (en) * 1979-08-03 1981-03-09 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd New polymer havine triazing ring and its preparation
JPS63273643A (en) * 1987-05-02 1988-11-10 Sumitomo Chem Co Ltd Resin containing triazine ring
KR19990024596A (en) * 1997-09-04 1999-04-06 윤종용 Polyarylene ether for optical communication
JPH11181030A (en) * 1997-12-18 1999-07-06 Tokuyama Corp Production of polymer
KR20010059620A (en) * 1999-12-30 2001-07-06 권문구 Low loss optical polymer and thermo-optic device for optical communicatin using the polymer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3996187A (en) * 1975-04-29 1976-12-07 American Optical Corporation Optically clear filled silicone elastomers
JPS5624423A (en) * 1979-08-03 1981-03-09 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd New polymer havine triazing ring and its preparation
JPS63273643A (en) * 1987-05-02 1988-11-10 Sumitomo Chem Co Ltd Resin containing triazine ring
KR19990024596A (en) * 1997-09-04 1999-04-06 윤종용 Polyarylene ether for optical communication
JPH11181030A (en) * 1997-12-18 1999-07-06 Tokuyama Corp Production of polymer
KR20010059620A (en) * 1999-12-30 2001-07-06 권문구 Low loss optical polymer and thermo-optic device for optical communicatin using the polymer

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