KR100510792B1 - Optical mode converter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광모드 변환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광집적회로에서 광도파로와 광섬유의 모드에 의한 부정합으로 발생되는 광손실을 최소화하고, 연결부분의 크기가 작고 제작이 용이하도록 하여 패키징 가격이 절감될 수 있는 광모드 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical mode converter, and more particularly, to minimize the optical loss caused by the mismatch between the optical waveguide and the optical fiber in the optical integrated circuit, to minimize the size of the connection portion and to facilitate the manufacturing cost An optical mode converter can be saved.

본 발명에 의한 광모드 변환기는, 일측이 광도파로와 연결되고, 타측이 광섬유와 연결되는 광모드 변환기에 있어서, 상기 광도파로와 일측이 연결되며, 일측면이 테이퍼되고, 일정한 간격과 일정한 길이로 분리된 복수개의 분리도파로로 형성된 분리된 테이퍼영역과, 상기 테이퍼된 영역과 연속되며 타측이 상기 광섬유의 코어에 접속되는 입출력영역을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In the optical mode converter according to the present invention, one side is connected to the optical waveguide, the other side is connected to the optical fiber, the optical waveguide and one side is connected, one side is tapered, at a constant interval and a constant length And a separate tapered region formed by a plurality of separated waveguides, and an input / output region continuous with the tapered region and connected to the core of the optical fiber.

Description

광모드 변환기{OPTICAL MODE CONVERTER}Optical mode converter {OPTICAL MODE CONVERTER}

본 발명은 광모드 변환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광집적회로에서 광도파로와 광섬유 간의 모드 부정합으로 발생되는 광손실을 최소화하고 연결부분의 크기가 작고 제작이 용이하도록 하여 패키징 가격을 절감할 수 있는 광모드 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical mode converter, and more particularly, to reduce packaging cost by minimizing optical loss caused by mode mismatch between an optical waveguide and an optical fiber in an optical integrated circuit and making the connection small in size and easy to manufacture. The present invention relates to an optical mode converter.

광모드 변환기술은 광섬유와 광도파로 사이에 마이크로렌즈나 볼(ball) 렌즈를 둠으로써 광결합 효율을 높이는 마이크로렌즈(Micro lens)방식과, 광을 받아들이는 광섬유의 단부를 테이퍼화 또는 렌즈화하는 방법으로 테이퍼 광섬유(Tapered fiber) 또는 렌즈화된 광섬유(Lensed fiber)등이 있다.The optical mode conversion technology uses a micro lens method for increasing optical coupling efficiency by placing a micro lens or a ball lens between an optical fiber and an optical waveguide, and tapering or lensizing an end portion of an optical fiber that receives light. As a method, there may be a tapered fiber or a lensed fiber.

도6은 마이크로렌즈를 이용한 광모드 변환기의 개략도로서, 광섬유(20)와 광도파로(10) 사이에 마이크로렌즈(41)를 둠으로써 광결합 효율을 높이는 방식이며, 도7은 렌즈화 광섬유를 이용한 광모드 변환기의 개략도로서, 광을 받아들이는 광섬유(20)의 코어를 렌즈화(40)하여 광신호를 콜리메이팅(collimating)하는 방법이다. 또한 도8은 테이퍼 광섬유를 이용한 광모드 변환기의 개략도로서, 광섬유(20) 코어의 단부를 테이퍼화(42)한 것이다.6 is a schematic diagram of an optical mode converter using a microlens, in which a microlens 41 is disposed between the optical fiber 20 and the optical waveguide 10 to increase optical coupling efficiency, and FIG. A schematic diagram of an optical mode converter is a method of collimating an optical signal by lensing a core of an optical fiber 20 that receives light. 8 is a schematic diagram of an optical mode converter using a tapered optical fiber, in which an end portion of the core of the optical fiber 20 is tapered 42.

그러나, 상기와 같은 방식은 정렬 허용도(alignment tolerance)가 매우 작아 정렬 공정을 수행함에 있어서 많은 시간과 비용이 수반되는 문제점이 있다. 따라서, 광모드 변환기를 집적된 실리콘기판 위에 제작하는 모드변환기술에 대한 연구가 다각도에서 접근되고 있다.However, such a method has a problem that a lot of time and cost are involved in performing the alignment process because the alignment tolerance is very small. Therefore, research on mode conversion technology for fabricating an optical mode converter on an integrated silicon substrate has been approached from various angles.

한편, 집적된 실리콘 기판 위에 제작되는 광모드 변환기는 수직-수평형 테이퍼 구조(Vertical-Lateral combinated taper type), 수직형 테이퍼 구조(Vertical taper type) 그리고 수평형 테이퍼 구조(Lateral taper type)로 나누어진다.On the other hand, an optical mode converter fabricated on an integrated silicon substrate is divided into a vertical-lateral combinated taper type, a vertical taper type, and a horizontal taper type. .

도9는 수직-수평형 테이퍼 광도파로를 이용한 광모드 변환기의 개략도로서, 광섬유(20)와 광도파로(10) 사이를 수직-수평형 테이퍼 광도파로(43)로 연결한 구조를 도시한 것이다. 상기 수직-수평형 테이퍼 구조는 결합손실이 0.2dB/point 정도로 상기 세 가지 유형 중 가장 손실이 적은 구조이나, 수직 테이퍼 제작 공정에 있어 그 제작 공정이 매우 복잡하고 제작 시 재현성이 어려운 문제점이 있다.9 is a schematic diagram of an optical mode converter using a vertical-horizontal tapered optical waveguide, showing a structure in which the optical fiber 20 and the optical waveguide 10 are connected by a vertical-horizontal tapered optical waveguide 43. The vertical-horizontal taper structure has the least loss of the three types with a coupling loss of 0.2 dB / point, but the manufacturing process is very complicated in the vertical taper fabrication process and difficult to reproduce.

또한 수직형 테이퍼 구조 역시 수직-수평형 테이퍼와 같은 제작공정에 어려운 문제점이 있다. 한편, 수평형 테이퍼 구조는 광손실이 수직-수평형 테이퍼보다 큰 편이지만 그 제작이 용이한 장점을 가지고 있다.In addition, the vertical taper structure also has a difficult problem in the manufacturing process, such as vertical-horizontal taper. On the other hand, the horizontal taper structure has the advantage that the light loss is larger than the vertical-horizontal taper, but its manufacturing is easy.

그리고 상기 광모드 변환기는 여러 가지 광집적회로에 응용이 가능하여야 하고, 광모드 변환기의 삽입 위치가 용이해야 되며, 광모드 변환기의 크기도 작아야 한다.The optical mode converter should be applicable to various optical integrated circuits, the insertion position of the optical mode converter should be easy, and the size of the optical mode converter should be small.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고, 상기한 필요성에 의해 제안되는 것으로, 본 발명은 주기적으로 분리된 구조와 일측면으로 테이퍼된 구조로 형성되어 광도파로와 광섬유의 모드에 의한 부정합으로 발생되는 광손실을 최소화하고, 연결부분의 크기가 작고 제작이 용이하도록 하여 패키징 가격을 절감할 수 있는 광모드 변환기를 제공하는 목적이 있다.The present invention solves the above problems, and is proposed by the above necessity, the present invention is formed of a structure that is periodically separated and tapered to one side, the light generated due to mismatch by the mode of the optical waveguide and optical fiber It is an object of the present invention to provide an optical mode converter capable of minimizing losses, reducing the size of the connection portion and making it easy to manufacture, thereby reducing the packaging cost.

또한 본 발명은 소형, 고밀도, 집적화 되어가는 광도파로 소자와 광섬유와의 결합손실을 최소화 할 수 있는 방안을 제공하여 고밀도 광도파로 소자의 경쟁력을 높이는 목적을 가지고 있다.In addition, the present invention has a purpose to increase the competitiveness of the high-density optical waveguide device by providing a method that can minimize the coupling loss between the small, high density, integrated optical waveguide device and the optical fiber.

또한 본 발명은 광도파로 소자의 제작 시 기존의 통상적인 공정을 활용하여 공정 단계가 단순한 수평형 테이퍼 구조를 채택함으로써 생산비 절감을 목적으로 하고 있다.In addition, the present invention aims to reduce the production cost by adopting a horizontal tapered structure having a simple process step by using a conventional process in the manufacture of the optical waveguide device.

또한 광도파로 소자의 제작에 있어 최대한의 허용 공차를 갖도록 설계하여 광도파로 소자의 재현성 및 신뢰성을 갖도록 한다. In addition, the optical waveguide device is designed to have the maximum allowable tolerance in manufacturing the optical waveguide device so as to have reproducibility and reliability of the optical waveguide device.

본 발명에 의한 광모드 변환기는, 일측이 광도파로와 연결되고, 타측이 광섬유와 연결되는 광모드 변환기에 있어서, 상기 광도파로와 일측이 연결되며, 일측면이 테이퍼되고, 일정한 간격과 일정한 길이로 분리된 복수개의 분리도파로로 형성된 분리된 테이퍼영역과, 상기 테이퍼된 영역과 연속되며 타측이 상기 광섬유의 코어에 접속되는 입출력영역을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In the optical mode converter according to the present invention, one side is connected to the optical waveguide, the other side is connected to the optical fiber, the optical waveguide and one side is connected, one side is tapered, at a constant interval and a constant length And a separate tapered region formed by a plurality of separated waveguides, and an input / output region continuous with the tapered region and connected to the core of the optical fiber.

또한 본 발명에 의한 광모드 변환기는, 상기 분리된 테이퍼영역이 상기 광도파로에 대하여 수평방향으로 상기 광섬유쪽으로 갈수록 축소되도록 테이퍼된 것을 특징으로 한다.The optical mode converter according to the present invention is characterized in that the tapered region is tapered so that the tapered region shrinks toward the optical fiber in the horizontal direction with respect to the optical waveguide.

본 발명에 따르면, 주기적으로 분리된 도파로 형태가 가지는 상대 굴절률 변화를 이용하여 모드변환기의 길이를 줄여 집적도의 향상을 기대할 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the length of the mode converter by using the change in the relative refractive index of the periodically separated waveguide shape, thereby improving the integration degree.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 광모드 변환기를 상세히 설명한다.Hereinafter, an optical mode converter of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기의 개략적인 구성도이고, 도2는 도1의 주기적으로 분리된 테이퍼 도파로의 평면도이다.1 is a schematic configuration diagram of an optical mode converter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a periodically separated tapered waveguide of FIG. 1.

본 발명의 바람직한 실시예의 광모드 변환기는 상기 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 일측은 광도파로(10)와 연결되며, 일정한 길이(L-wg)와 식각주기(Λ)로 분리된 복수개의 분리도파로(30)로 구성된 분리된 테이퍼영역(L-taper)과, 상기 분리된 테이퍼영역(L-taper)과 연속되며 타측이 광섬유(20)의 코어에 접속되는 입출력영역(I/O-section)으로 형성된다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the optical mode converter of the preferred embodiment of the present invention has one side connected to the optical waveguide 10 and separated into a predetermined length L-wg and an etching period Λ. Separated taper area (L-taper) consisting of two separate waveguides (30), the input and output area (I / O-) connected to the core of the optical fiber 20, the other side is continuous with the separated taper area (L-taper) section).

상기 분리된 테이퍼영역(L-taper)는 수평형 테이퍼 구조를 채택한 것으로 공정이 용이하고, 주기적으로 분리된 도파로를 택하여 광도파로 소자의 길이를 줄일 수 있다. 상기 광도파로를 분리하기 위한 식각영역의 최소 길이는 0.25㎛로 통상적인 제작공정으로 실현 가능하다. 주기적으로 복수개의 분리된 도파로(30)로 구성된 광모드 변환기의 구성 중 주기적으로 분리된 도파로(30)의 등가 굴절률 차이는 수학식1에 의하여 근사 될 수 있다.The separated taper region (L-taper) adopts a horizontal tapered structure, and is easy to process, and the length of the optical waveguide device can be reduced by selecting a periodically separated waveguide. The minimum length of the etching region for separating the optical waveguide is 0.25㎛ can be realized by a conventional manufacturing process. The difference in equivalent refractive index of the periodically separated waveguide 30 among the components of the optical mode converter composed of the plurality of separated waveguides 30 may be approximated by Equation 1.

Δneq = ΔnㆍηΔn eq = Δn

여기서 Δneq는 등가상대굴절률의 차이이고, Δn은 상대 굴절률 차이이며, η는 듀티싸이클(Duty-Cycle)이다. 상기 듀티싸이클은 식각영역과 비식각영역(Λ- L-wg)을 나누는 기준이 되며 이는 수학식2로 나타낼 수 있다.Where Δn eq is the difference in equivalent relative refractive index, Δn is the difference in relative refractive index, and η is the Duty-Cycle. The duty cycle serves as a reference for dividing the etched region from the non-etched region Λ-L-wg, which can be represented by Equation 2.

여기서 L-wg는 비 식각 영역의 길이를 나타내며, Λ는 식각 주기를 나타낸다.Where L-wg represents the length of the non-etched region and Λ represents the etching period.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 도파로 재료로 실리카 광도파로를 사용하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 실리카 도파로는 전파 손실이 작으며, 광섬유와 광도파로 소자의 구현 시 안정적인 특성을 가지고 있다. 도파로는 폭과 높이가 3㎛이며 상대 굴절률 차이는 △η=1.5[%]인 Super-high delta로 설계 하였다. 여기서 상기 Super-high delta 광도파로와 광섬유 사이에 모드변환기 없이 직접 접속 될 경우의 결합손실은 약 -1.6dB/point를 나타내었다.In a preferred embodiment of the present invention, a silica optical waveguide is used as the waveguide material, but is not limited thereto. The silica waveguide has a small propagation loss and has stable characteristics when the optical fiber and the optical waveguide device are implemented. The waveguides are designed with super-high deltas with a width and height of 3㎛ and relative refractive index difference Δη = 1.5 [%]. Here, the coupling loss of the super-high delta optical waveguide and the optical fiber without a mode converter is about -1.6 dB / point.

전체적인 모드변환기의 개략도는 도1에 도시된 바와 같이 모드변환기는 주기적으로 분리된 도파로를 폭이 점차 줄어드는 테이퍼 구조이다. 설계된 모드변환기는 입출력 영역(I/O-section)과 테이퍼 영역(L-taper)의 두 부분으로 나누어지며 그 양단엔 광도파로(10)와 광섬유(20)를 연결하였으며 테이퍼는 광섬유와 접속 되는 부분으로 점점 가늘어지는 형태를 가지고 있다.The schematic diagram of the overall mode converter is a tapered structure in which the mode converter gradually reduces the width of the periodically separated waveguide as shown in FIG. The designed mode converter is divided into two parts, the input / output area (I / O-section) and the taper area (L-taper), and the optical waveguide 10 and the optical fiber 20 are connected at both ends thereof, and the taper is connected to the optical fiber. It has a tapering form.

입출력 영역(I/O-section)은 광섬유(20)와 연결 영역으로 일정한 폭과 주기적 구조를 가지고 있다. 이 영역의 길이는 약 200㎛로 공정 후 연마를 위한 부분이다.The input / output area (I / O-section) is a connection area with the optical fiber 20 and has a constant width and periodic structure. The length of this region is about 200 mu m, which is a part for polishing after the process.

통상적인 도파로인 경우 테이퍼 영역(L-taper)의 길이가 1000㎛에서 2000㎛정도로 소자의 길이가 길다. 하지만 주기적으로 분리된 도파로(30)를 이용한 모드변환기의 경우 이보다 짧은 길이에서 모드변환이 가능하므로 큰 이점을 가진다.In the case of a typical waveguide, the length of the device is long such that the length of the tapered region L-taper is about 1000 µm to 2000 µm. However, the mode converter using the periodically separated waveguide 30 has a great advantage since the mode conversion is possible in a shorter length than this.

상기 입출력 영역(I/O-section)은 폭이 일정한 부분으로서 공정 후 연마를 위하여 포함된다.The input / output area (I / O-section) is a portion having a constant width and is included for polishing after the process.

도3은 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기의 테이퍼영역 길이에 따른 결합손실의 변화를 도시한 그래프이고, 도4a는 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기에서 테이퍼영역의 길이가 400㎛일 때 접속면의 폭에 따른 결합손실을 도시한 그래프이며, 도4b는 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기에서 테이퍼영역의 길이가 500㎛일 때 접속면의 폭에 따른 결합손실을 도시한 그래프이고, 도4c는 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기에서 테이퍼영역의 길이가 1000㎛일 때 접속면의 폭에 따른 결합손실을 도시한 그래프이며, 도5a, 5b는 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기에서 광섬유와 광도파로에서의 광의 세기 분포도이다.3 is a graph showing a change in coupling loss according to the taper area length of the optical mode converter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4A is a length of the tapered area in the optical mode converter according to an embodiment of the present invention. 4A is a graph showing coupling loss according to the width of the connection surface when 400 μm, and FIG. 4B illustrates coupling loss according to the width of the connection surface when the length of the tapered region is 500 μm in the optical mode converter according to an exemplary embodiment of the present invention. Figure 4c is a graph showing the coupling loss according to the width of the connection surface when the length of the tapered region is 1000㎛ in the optical mode converter according to an embodiment of the present invention, Figures 5a, 5b In the optical mode converter according to an embodiment of the present invention, the intensity distribution of light in an optical fiber and an optical waveguide.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 입출력 영역(I/O-section)은 200㎛이고, 분리된 테이퍼영역(L-taper)은 500㎛이며, 분리된 도파로(30)의 길이는 5㎛이며, 간격은 0.25㎛로 설계된 경우를 설명한다.In a preferred embodiment of the present invention, the input / output area (I / O-section) is 200 μm, the separated taper area (L-taper) is 500 μm, and the length of the separated waveguide 30 is 5 μm, The case where the spacing is designed to be 0.25 mu m will be described.

먼저, 듀티싸이클(duty cycle)은 0.95에서 0.75까지 변화시키면서 접속손실을 전산시물레이션한 결과로서, 광도파로(10)의 광세기 분포는 도5a에 도시된 바와 같고, 모드변환기의 광섬유 접촉면에서의 광세기 분포는 도5b와 같다. 상기 도5a 및 5b에 도시된 바와 같이 광모드 변환기를 통과하게 되면, 첨두치는 낮아지고 빔의 크기가 커지게 됨을 알 수 있다.First, the duty cycle is a result of computer simulation of the connection loss while varying from 0.95 to 0.75. The light intensity distribution of the optical waveguide 10 is as shown in Fig. 5A, and the light at the optical fiber contact surface of the mode converter is shown. The intensity distribution is shown in Figure 5b. As shown in FIGS. 5A and 5B, when passing through the optical mode converter, the peak value is lowered and the beam size is increased.

또한 도3과 같이, 듀티사이클이 증가함에 따라 접속손실은 줄어들고 있으며, 도4a 내지 도4c에 도시된 바와 같이, 광섬유(20)와 모드변환기의 접속면에서의 폭(Wi/o)의 변화에 따른 접속손실은 최소값을 중심으로 폭이 증가할수록 접속손실이 완만하게 커지며, 감소할수록 급격히 증가함을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, as the duty cycle increases, the connection loss decreases. As shown in FIGS. 4A to 4C, the change in the width Wi / o at the connection surface between the optical fiber 20 and the mode converter is reduced. The splice loss increases gradually as the width increases around the minimum value, and increases rapidly as the splice decreases.

광섬유(20)와 광도파로(10)를 직접 연결하는 경우의 접속손실은 1.6dB/point였으며, 본 발명에 의한 광모드 변환기를 통한 광섬유(20)와 광도파로(10)의 최소 접속손실은 약 0.39dB/point로 측정된다. 또한 최소 접속손실을 가질 때 광섬유(20)와 모드변환기의 접속면의 폭은 약 1.3㎛이며 접속손실의 범위를 0.5dB/point로 하였을 때 광섬유와 접속되는 접속면의 폭(Wi/o)의 공차는 ±0.2㎛인 것이 바람직하다.The connection loss when the optical fiber 20 and the optical waveguide 10 are directly connected is 1.6 dB / point, and the minimum connection loss of the optical fiber 20 and the optical waveguide 10 through the optical mode converter according to the present invention is about Measured at 0.39 dB / point. In addition, the width of the connection surface of the optical fiber 20 and the mode converter when the minimum connection loss is about 1.3㎛ and when the range of the connection loss is 0.5dB / point of the width (Wi / o) of the connection surface connected to the optical fiber It is preferable that the tolerance is ± 0.2 µm.

상기와 같이 본 발명은 주기적으로 분리된 도파로 형태가 가지는 상대 굴절률 변화를 이용하여 모드변환기의 길이를 줄여 집적도를 향상시키며, 광도파로 소자의 제작에 있어 최대한의 허용 공차를 갖도록 설계하여 광도파로 소자의 재현성 및 신뢰성을 갖도록 한다.As described above, the present invention improves the degree of integration by reducing the length of the mode converter by using the relative refractive index change of the periodically separated waveguide shape, and designed to have the maximum allowable tolerance in manufacturing the optical waveguide device. Make it reproducible and reliable.

한편, 소형 고밀도 집적화 되어가는 광도파로 소자와 광섬유와의 결합손실을 최소화 할 수 있어 고밀도 광도파로 소자의 경쟁력을 높이고, 광도파로 소자의 제작 시 공정 단계가 단순한 수평형 테이퍼 구조를 채택함으로써 생산비를 절감하게 된다.On the other hand, it is possible to minimize the coupling loss between the optical waveguide device and the optical fiber, which are compact and high density, and to increase the competitiveness of the high-density optical waveguide device. Done.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.An embodiment of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

도1은 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기의 개략적인 구성도1 is a schematic configuration diagram of an optical mode converter according to an embodiment of the present invention;

도2는 도1의 주기적으로 분리된 테이퍼 도파로의 평면도2 is a plan view of the periodically separated tapered waveguide of FIG.

도3은 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기의 테이퍼영역 길이에 따른 결합손실의 변화를 도시한 그래프3 is a graph showing a change in coupling loss according to the tapered region length of the optical mode converter according to an embodiment of the present invention.

도4a는 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기에서 테이퍼영역의 길이가 400㎛일 때 접속면의 폭에 따른 결합손실을 도시한 그래프4A is a graph showing coupling loss according to the width of a connection surface when the length of the tapered region in the optical mode converter according to an embodiment of the present invention is 400 μm.

도4b는 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기에서 테이퍼영역의 길이가 500㎛일 때 접속면의 폭에 따른 결합손실을 도시한 그래프4B is a graph showing coupling loss according to the width of the connection surface when the length of the tapered region is 500 μm in the optical mode converter according to an embodiment of the present invention.

도4c는 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기에서 테이퍼영역의 길이가 1000㎛일 때 접속면의 폭에 따른 결합손실을 도시한 그래프4C is a graph showing coupling loss according to the width of the connection surface when the length of the tapered region is 1000 μm in the optical mode converter according to an embodiment of the present invention;

도5a, 5b는 본 발명의 일실시예에 의한 광모드 변환기에서 광섬유와 광도파로에서의 광의 세기 분포도5A and 5B are light intensity distribution diagrams of an optical fiber and an optical waveguide in an optical mode converter according to an embodiment of the present invention.

도6은 마이크로렌즈를 이용한 광모드 변환기의 개략도6 is a schematic diagram of an optical mode converter using a microlens;

도7은 렌즈화 광섬유를 이용한 광모드 변환기의 개략도7 is a schematic diagram of an optical mode converter using a lensed optical fiber

도8은 테이퍼 광섬유를 이용한 광모드 변환기의 개략도8 is a schematic diagram of an optical mode converter using a tapered optical fiber

도9는 수직-수평형 테이퍼 광도파로를 이용한 광모드 변환기의 개략도9 is a schematic diagram of an optical mode converter using a vertical-horizontal tapered optical waveguide.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10: 광도파로 20: 광섬유10: optical waveguide 20: optical fiber

30: 분리된 도파로 40: 렌즈화된 광섬유30: separated waveguide 40: lensed optical fiber

41: 마이크로렌즈 42: 테이퍼화된 광섬유41: microlens 42: tapered optical fiber

43: 수직-수평형 테이퍼 광도파로 I/O-section: 입출력영역43: vertical-horizontal tapered optical waveguide I / O-section: input / output area

L-taper: 분리된 테이퍼영역 L-wg: 분리도파로의 길이L-taper: Separate tapered area L-wg: Length of separate waveguide

W-i/o: 접속면의 폭 Λ: 식각주기W-i / o: Width of connection surface Λ: Etch period

Claims (2)

일측이 광도파로와 연결되고, 타측이 광섬유와 연결되는 광모드 변환기에 있어서,In the optical mode converter in which one side is connected to the optical waveguide, the other side is connected to the optical fiber, 상기 광도파로와 일측이 연결되며, 일측면이 테이퍼되고, 일정한 간격과 일정한 길이로 분리된 복수개의 분리도파로로 형성된 분리된 테이퍼영역과,A separate tapered region having one side connected to the optical waveguide, one side tapered, and formed of a plurality of separation waveguides separated by a predetermined interval and a predetermined length; 상기 테이퍼된 영역과 연속되며 타측이 상기 광섬유의 코어에 접속되는 입출력영역을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광모드 변환기.And an input / output area continuous with the tapered area and connected to the core of the optical fiber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분리된 테이퍼영역은, 상기 광도파로에 대하여 수평방향으로 상기 광섬유쪽으로 갈수록 축소되도록 테이퍼된 것을 특징으로 하는 광모드 변환기.And the separated tapered region is tapered to shrink toward the optical fiber in a horizontal direction with respect to the optical waveguide.
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