KR100631835B1

KR100631835B1 - 컨티레버형 ｐｌｃ 광 감쇠기 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100631835B1
Application number: KR1020040019365A
Authority: KR
Inventors: 이성준; 홍윤식; 이로운; 김종삼
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2006-10-09
Also published as: US20050207720A1; CN100397115C; KR20050094202A; US7215869B2; CN1673784A

Abstract

본 발명에 따른 컨티레버형 PLC 광 감쇠기는, 실리콘으로 된 베이스 기판과, 상기 베이스 기판 상에 배치되며 상하부 실리콘 기판 사이에 형성되어 광신호를 입력하는 입력 도파로와, 상기 베이스 기판상에 상기 입력 도파로와 동일 평면상에 소정의 간격을 두고 이격 배치되고 상하부 실리콘 기판 사이에 형성되며, 전방부의 상하 실리콘 기판의 두께가 후방부의 상하 실리콘 두께보다 매우 얇은 컨티레버부를 갖고, 상기 입력 도파로를 통하여 전달되는 광신호를 수신하여 외부 소자로 출력하는 출력 도파로와, 상기 컨티레버부의 하부 실리콘 기판의 하부에 형성된 제1 전극, 및 상기 베이스 기판 상에 상기 제1 전극의 상기 컨티레버부에 전자기적으로 대응하도록 형성된 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압을 인가하여 전자기력에 의해 상기 컨티레버부를 상하로 변형시켜 출력광을 조절하는 것을 특징으로 한다.

광 감쇠기, Optical Atteunator, MEMS, Cantilever, PLC

Description

컨티레버형 ＰＬＣ 광 감쇠기 및 그 제조방법{CANTILEVER TYPE PLC OPTICAL ATTENUATOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 종래의 PLC 형 광 감쇠기 및 그 동작을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컨티레버형 PLC 광 감쇠기의 단면도이다.

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 컨티레버형 PLC 광 감쇠기의 동작을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컨티레버형 PLC 광 감쇠기의 제조 공정을 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 실리콘 기판 11, 13: 광 도파로

12: 이동 도파로 21: 입력 도파로

22: 출력 도파로 30: 컨티레버부

31: 상부 컨티레버부 33: 하부 컨티레버부

32, 35: 상부 실리콘 기판 34, 36: 하부 실리콘 기판

37: 베이스 기판 41: 제1 전극

42, 43: 연장부 44: 제2 전극

45: 응력 보상 소자

본 발명은 광 감쇠기(Optical Attenuator)에 관한 것으로, 특히 마이크로 전기기계 장치(Micro Electro Mechanical Systems: 이하 'MEMS'라 칭함) 기술과 전자기력을 이용하여 출력광을 조절하는 광 감쇠기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 광 감쇠기(Optical Atteunator)란 광통신 시스템의 수신단에 수신되는 광 파워를 줄여서 일정한 크기로 조절함으로써 장비의 이상을 방지하는 소자를 말한다.

초고속 네트워크와 멀티미디어 시스템의 결합체인 초고속 정보통신 서비스의 실현은 유무선 초고속 광대역 통신기술을 바탕으로 하고 있다. 특히 유선 기술은 음성 신호 뿐 아니라 화상 신호까지 요구되는 대역폭이 큰 전송 신호를 보내는 광통신 기술이 핵심 기술로서 연구되고 있다. 이러한 광통신 시스템을 구성하는 부품은 주로 광의 송신단을 구성하는 능동형 소자와 전송되는 광을 조절하는 수동형 소자로 나눌 수 있는데, 그 중에서 광신호를 가변적으로 감쇠시킬 수 있는 가변형 광 감쇠기(Variable Optical Attenuator: VOA)는 수동형 소자 중에서 가장 기본적으로 사용되는 부품에 해당한다.

이와 같은 광 감쇠기를 제조하는 방법은 크게 1) Cr 등의 금속 박막 필터를 광섬유 사이에 삽입하여 광흡수를 통해 감쇠시키는 방법 2) 광섬유와 광섬유 사이에 간격을 두어 감쇠시키는 방법 3) 광섬유와 광섬유를 서로 어긋나게 스플라이싱(splicing)하여 감쇠시키는 방법 4) 광섬유의 곡률을 조정하여 감쇠시키는 방법 등으로 나눌 수 있다.

최근에는 소자의 집적화, 소형화의 요구를 만족시키기 위하여 MEMS 기술을 이용하여 차단기(shutter)나 반사체(mirror)로 형성된 구조체를 마이크로 액츄에이터로 구동하여 광의 경로를 차단하는 감쇠기가 제작되고 있다. 또한 다채널화의 요구를 실현하기 위해 평면 광도파로(Planar Lightwave Circuit: PLC) 기술을 이용하여 광 도파로를 형성한 후 도파로를 지나가는 광의 경로를 변경시키는 방법을 광 감쇠기에 적용하려는 연구가 시도되고 있다.

먼저 도 1(a)는 종래의 PLC 형 광 감쇠기의 초기상태를 나타내는 도면이다. 도 1(a)를 참조하면, 종래의 PLC 형 광 감쇠기는 MEMS 구조체에 해당하는 실리콘 기판(10) 위에 광 도파로(11 내지 13)가 존재하고, 이러한 광 도파로(11 내지 13)는 광 신호가 전달되는 경로를 형성한다. 상기 광 감쇠기는 초기상태에서 , 상기 광도파로(11 내지 13)가 일렬로 배열되며, 상기 광 도파로(11 내지 13)를 통하여 광 신호가 전달된다.

도 1(b)는 종래의 PLC 형 광 감쇠기의 동작상태를 나타내는 도면이다. 도 1(b)를 참조하면, 상기 광 도파로(11 내지 13)는 입력 도파로(11)와, 이동 도파로(12)와, 출력 도파로(13)로 구분될 수 있다. 상기 이동 도파로(12)는 동작상태에서 광 경로에 수직한 방향으로 이동함으로써 입력단으로부터 전송된 광 파워가 출력단에 제대로 전달되지 못하게 된다. 여기서 출력단에 전달되는 광 파워는 상기 이동 도파로(12)가 다른 광 도파로(11, 13)에 대하여 이동하는 정도에 따라 달라지게 된다. 이와 같이 방법으로 상기 광 감쇠기는 광신호의 파워를 감쇠하는 역할을 수행하게 된다. 이 때 상기 이동 도파로(12)에는 액츄에이터(도시되지 않음)가 연결되어 있으며, 상기 액츄에이터의 구동에 따라 상기 이동 도파로가 움직이게 되는 것이다.

이와 같은 종래의 PLC형 광 감쇠기는 초기상태에서 동작상태로 변환시, 상기 이동 도파로(12)가 상기 입출력 도파로(11, 13)에 대하여 동일 평면상에서 수직 방향으로 이동하게 된다. 그러나 이러한 종래의 PLC형 광 감쇠기 구조에서는, 상기 이동 도파로(12)가 움직일 수 있는 공간과, 상기 이동 도파로(12)에 연결된 액츄에이터가 차지하는 공간이 더 필요하므로, 광 감쇠기의 소형화에 한계가 있다. 또한 복수의 광 경로를 갖는 다채널 소자에 대하여 광 파워를 조절하기 위해서, 각각의 채널에 대하여 상기 종래의 광 감쇠기를 구현하는 경우에는 더욱 많은 공간이 필요하다는 문제가 있다. 게다가 상기 이동 도파로(12)는 실리카(silica)로 구성되며, 얇은 실리콘(silicon) 기판(10) 위에 존재하는 상태에서 동작하기 때문에, 두 재료 사이에 존재하는 응력(stress)의 차이로 인하여 두 구조체의 변형이 발생하게 된다. 이러한 재료간 응력의 차이에 따른 소자의 변형으로 인하여 종래의 광 감쇠기 는 정확한 감쇠특성을 얻기 어려운 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 최소 공간을 이용하여 출력광을 조절할 수 있는 광 감쇠기 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 실리콘 기판과 다른 재료로 구성되는 광 도파로 사이에 존재하는 응력 차이로 인하여 발생하는 광 감쇠기의 변형을 방지할 수 있는 광 감쇠기 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컨티레버형 PLC 광 감쇠기는, 실리콘으로 된 베이스 기판과, 상기 베이스 기판 상에 배치되며 상하부 실리콘 기판 사이에 형성되어 광신호를 입력하는 입력 도파로와, 상기 베이스 기판상에 상기 입력 도파로와 동일 평면상에 소정의 간격을 두고 이격 배치되고 상하부 실리콘 기판 사이에 형성되며, 전방부의 상하 실리콘 기판의 두께가 후방부의 상하 실리콘 두께보다 매우 얇은 컨티레버부를 갖고, 상기 입력 도파로를 통하여 전달되는 광신호를 수신하여 외부 소자로 출력하는 출력 도파로와, 상기 컨티레버부의 하부 실리콘 기판의 하부에 형성된 제1 전극, 및 상기 베이스 기판 상에 상기 제1 전극의 상기 컨티레버부에 전자기적으로 대응하도록 형성된 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압을 인가하여 전자기력에 의해 상기 컨티레버부를 상하로 변형시켜 출력광을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 광 감쇠기는, 상기 상부 컨티레버부의 두께와 상기 하부 컨티레버부의 두께는 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 감쇠기는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 감쇠기는, 상기 제1 전극은 금속으로 형성되고, 상기 제2 전극은 자성체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 감쇠기는, 상기 제1 전극이 상기 하부 실리콘 기판을 따라 연장되는 연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 감쇠기는, 상기 입력 도파로와 상기 출력 도파로가 실리카로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 감쇠기는, 상기 컨티레버부의 상부 실리콘 기판 위에 상기 제1 전극과 실질적으로 동일한 크기와 재료로 구성되는 응력 보상 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컨티레버형 PLC 광 감쇠기 제조 방법은, 하부 실리콘 기판 상에 입력 도파로와, 상기 입력 도파로로부터 소정의 간격을 두고 출력 도파로를 형성하는 단계와, 상기 입력 도파로 및 상기 출력 도파로 상에 상부 실리콘 기판을 접착하는 단계와, 상기 상부 실리콘 기판과 상기 하부 실리콘 기판을 식각하여, 상기 출력 도파로 전방부의 상하 실리콘 기판의 두께가 후방부의 상하 실리콘 두께보다 매우 얇은 컨티레버부를 형성하는 단계와, 상기 컨티레버부의 하부에 제1 전극을 형성하는 단계와, 실리콘 재질의 베이스 기판 상에 제2 전극을 형성하는 단계, 및 상기 베이스 기판을 상기 하부 실리콘 기판에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 다른 컨티레버형 PLC 광 감쇠기 제조 방법은, 상기 하부 실리콘 기판을 얇은 두께로 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 컨티레버형 PLC 광 감쇠기 제조 방법은, 상기 컨티레버부 위에 응력 보상 소자를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컨티레버형 PLC 광 감쇄기는 입력 도파로(21)와, 출력 도파로(22)와, 컨티레버부(30)와, 상하부 실리콘 기판(32, 34, 35, 36)과, 베이스 기판(37), 및 전극(41, 44)을 포함한다.

상기 입력 도파로(31)는 상하부 실리콘 기판(35, 36) 사이에 형성되며, 광원으로부터 빛이 입사된다. 상기 출력 도파로(22)는 상기 입력 도파로(21)와 적절한 거리(l1)로 이격되어 배치된다. 상기 출력 도파로(22)는 역시 상하부 실리콘 기판(32, 34) 사이에 형성된다. 그러나 상기 출력 도파로(22)의 상하부에 배치된 실리콘 기판(32, 34)은 그 전방부의 두께(t1 및 t2)가 후방부의 두께보다 매우 얇게 형성되어 컨티레버부(30)를 구성하게 된다. 즉 본 발명에 따른 광 감쇠기에서 컨티레버부(30)는 상기 입력 도파로(21)와 마주보는 출력 도파로(22)의 전방부와 상기 출력 도파로(22)의 상하부에 얇은 두께로 형성된 실리콘 기판(31, 33)으로 구성된다. 상기 컨티레버부(30)는 연직 상방 또는 연직 하방으로 힘이 작용할 경우, 실리콘 고유의 탄성으로 인하여 용이하게 움직일 수 있는 구조를 갖는다. 여기서 상기 컨티레버부(30)는 연직 방향으로 이동이 가능한 범위에서 적절한 길이(l2)로 형성된다.

상기 입출력 도파로(22)는 실리카(silica)로 형성되나, 상기 상하부 기판(32, 34)은 실리콘(silicon)으로 형성된다. 상기 실리카와 실리콘은 그 열팽창 계수가 서로 다르다. 따라서 실리콘으로 구성된 상기 출력 도파로(22)와 실리카로 구성된 상기 상하부 컨티레버부(31, 33)사이에는 응력(stress)이 발생하게 된다. 이러한 응력은 상기 광 감쇠기, 특히 컨티레버부(30)에 변형을 야기하게 되고, 상기 광 감쇠기의 광 파워 조절 능력을 저하시키게 된다. 따라서 상기 상부 컨티레버부(31)의 두께(t1)와 하부 컨티레버부(33)의 두께(t2)를 실질적으로 동일하게 형성하여 응력에 따른 광 감쇠기의 변형을 보상시키도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한 상기 컨티레버부(30)의 상부 컨티레버부(31) 위에는 상기 제1 전극과 실질적으로 동일한 크기와 재료로 구성되는 응력 보상 소자(45)를 더 구성할 수 있다. 상기 응력 보상 소자(45)는 상기 출력 도파로(22)를 기준으로 상기 컨티레버부(30)가 상하 대칭구조를 이루도록 함으로써, 응력에 따른 변형을 더욱 보상할 수 있게 된다. 이와 같이 본 발명에 따른 광 감쇠기는 컨티레버부(30)의 변형을 방지할 수 있는 최적 구조로 제작함으로써, 보다 정확한 감쇠 특성을 얻을 수 있게 된다.

상기 컨티레버부(30)의 하부 실리콘 기판(33)의 하부에는 제1 전극(41)이 형성된다. 그리고 상기 제1 전극(41)의 하부에는 제2 전극(44)이 형성된다. 상기 제2 전극(44)은 실리콘 재질의 베이스 기판(37) 상에 형성된다. 여기서 상기 제1 전극(41)과 상기 제2 전극(42)은 모두 금속으로 형성될 수 있다. 이와 같은 경우에는 상기 제1 전극(41)과 상기 제2 전극(42) 그 사이에 전압이 인가되면, 상기 제1 전극(41)과 상기 제2 전극(42) 사이에 정전력이 발생하여 상기 컨티레버부(30)를 연직 방향으로 이동시킬 수 있게 된다. 반면에 상기 제1 전극(41)은 금속으로 형성되고, 상기 제2 전극(42)은 자성체로 형성할 수도 있다. 이와 같이 경우에는 상기 제1 전극(41)에 전압을 인가하면 상기 제1 전극(41)과 상기 제2 전극(42) 사이에 자기력이 발생하여 상기 컨티레버부(30)를 연직 방향으로 이동시킬 수 있게 된다. 이와 반대로 상기 제1 전극(41)은 자성체로 형성하고, 상기 제2 전극(42)은 금속으로 형성하여도 유사한 결과를 얻을 수 있다.

따라서 상기 제1 전극(41)과 상기 제2 전극(42)은 전자기력을 이용하여 상기 컨티레버부(30)를 변형시킬 수 있도록 적절한 거리(t3)로 이격하여 배치되어야 한다. 또한 상기 제1 전극(41)은 상기 하부 실리콘 기판(34, 36)을 따라 연장되어 형성되는 연장부(42, 43)을 더 포함할 수 있다. 이러한 연장부(42, 43)는 상기 제1 전극(41)에 바이어스 전압을 용이하게 인가할 수 있도록 하며, 또한 상기 하부 실리콘 기판(34, 36)에 상기 베이스 기판(37)의 접착을 용이하게 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 광 감쇠기는 컨티레버부(30)의 하부에 배치되는 전극(41, 44)을 이용하여, 상기 컨티레버부(30)를 연직 방향으로 이동시키도록 구성함으로써 작은 공간에서도 광 감쇠 기능을 구현할 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 따르면 광 감쇠기의 크기를 매우 감소시킬 수 있게 된다. 더구나, 본 발명에 따른 광 감쇠기는 도 1에 도시된 종래의 광 감쇠기에서와 같은 이동 도파로(12) 및 액츄에이터의 좌우 이동을 위한 별도의 공간을 필요하지 않게 된다. 따라서 본 발명에 따른 광 감쇠기를 여러 개 좌우방향으로 밀착하여 배열함으로써 작은 공간에서도 다채널 광 감쇠기를 용이하게 구현할 수 있게 된다.

이하에서는 상기 본 발명의 실시예에 따른 컨티레버형 PLC 광 감쇠기의 기능 및 작용을 설명한다.

먼저 도 3(a)는 본 발명의 실시예에 따른 컨티레버형 PLC 광 감쇠기의 초기상태를 나타낸다. 도 3(a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광 감쇠기는 광원 에 의하여 입력 도파로(21)에 광 신호가 입사된다. 그리고 상기 입력 도파로(21)로부터 출력된 광 신호는 출력 도파관(22)으로 전달되며, 상기 출력 도파관(22)을 통하여 외부 소자에 공급된다.

도 3(b)는 본 발명의 실시예에 따른 컨티레버형 PLC 광 감쇠기의 동작상태를 나타내는 도면이다. 상기 광 감쇠기는 제1 전극(41)와 제2 전극(44)에 사이에 전압이 인가되며, 전자기력이 발생한다. 이와 같이 상기 전자기력에 의하여 상기 컨티레버부(30)와 상기 출력 도파관(22)에 변형이 발생하여 연직 방향으로 움직이게 된다. 상기 도 3(b)는 상기 제1 전극(41)과 제2 전극(44) 사이에 인력이 작용하여 상기 컨티레버부(30)가 연직 하방으로 움직이는 경우를 도시하고 있으나, 상기 컨티레버부(30)가 연직 상방으로 움직이도록 할 수도 있다. 그러면 상기 입력 도파로(21)와 상기 출력 도파로(22)가 처음에는 동일 수평면 상에 위치하였으나, 이동후에는 서로 어긋나게 되어 광경로가 좁혀지는 결과가 된다. 이렇게 광경로가 좁아지게 되면, 상기 입력 도파로(21)로부터 상기 출력 도파로(22)로 전달되는 광신호의 광파워가 이에 대응하여 감소하게 된다. 상기 컨티레버부(30)의 움직이는 정도는 상기 제1 전극(41)과 상기 제2 전극(42) 사이에 인가되는 전압 또는 상기 제1 전극(41)과 상기 제2 전극(42) 사이의 이격된 거리(t3)를 변화시킴으로써 조절할 수 있다. 이와 같은 방법으로 본 발명의 실시예에 따른 광 감쇠기는 상기 제1 전극(41)과 상기 제2 전극(42) 사이에 발생하는 전자기력을 이용하여 상기 출력 도파로(22)를 통하여 출력되는 광파워를 조절할 수 있다.

도 4(a)를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 광 감쇠기를 제조하기 위해서는 먼저 실리콘 재질의 하부 기판(34)을 마련하고, 상기 하부 실리콘 기판(34) 상에 실리카를 이용하여 입력 도파로(21)를 형성한다. 그리고 상기 입력 도파로(21)에서부터 일정 거리 떨어진 지점에 실리카로 출력 도파로(22)를 형성한다.

이어서 도 4(b)에 나타난 바와 같이, 상기 입출력 도파로(21, 22) 위에는 실리콘 재질의 상부 기판(32)을 접착한다. 따라서 상기 입출력 도파로(21, 22)가 상기 하부 실리콘 기판(34)과 상기 상부 실리콘 기판(32) 사이에 끼워진 형태가 된다.

그리고, 도 4(c)에 나타난 바와 같이, 상하부 실리콘 기판(32, 34)을 식각하여 상기 입력 도파로(21)와 상기 출력 도파로(22)가 마주보는 부분에서 상기 입력도파로(21)와 상기 출력 도파로(22)가 분리되는 컨티레버부(30)를 형성한다. 이 때 상기 컨티레버부(30)는 상기 출력 도파로(22) 전방부의 상하 실리콘 기판(31, 33)의 두께가 후방부의 상하 실리콘 두께보다 매우 얇게 형성되도록 한다.

또한 상기 하부 실리콘 기판(34, 36)은 이후에 제1 전극(41)을 형성하기 위하여 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법 등을 이용하여 상기 하부 실리콘 기판(34, 36)을 얇은 두께로 형성할 수 있다. 그러나 처음부터 상기 하부 실리콘 기판(34, 36)을 상기 상부 실리콘 기판(32, 35) 보다 얇은 두께를 갖는 것을 사용할 수도 있다.

다음으로 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 상기 컨티레버부(30)의 하부에는 제1 전극(41)을 형성한다. 또한 상기 하부 실리콘 기판(34, 36)의 하부면을 따라 연장부(42, 43)를 더 형성할 수 있다.

그리고, 도 4(e)에 나타난 바와 같이, 실리콘 재질의 베이스 기판(44) 상에 제2 전극(44)을 형성한다.

여기서 정전력을 이용하여 상기 컨티레버부(30)를 움직임으로써 출력광을 조절하기 위하여, 상기 제1 전극(41)과 상기 제2 전극(44)은 금속으로 형성할 수 있다. 또한 자기력을 이용하여 상기 컨티레버부(30)를 움직임으로써 출력광을 조절할 수 있도록, 상기 제1 전극(41)은 금속으로 형성하고, 상기 제2 전극(44)은 자성체로 형성할 수 있다.

마지막으로, 도 4(f)에 나타난 바와 같이, 상기 하부 실리콘 기판(34, 36)에 상기 베이스 기판(44)을 부착한다. 또한 상기 컨티레버부(30)의 상부에는 상기 제1 전극과 실질적으로 동일한 크기와 재료로 구성되는 응력 보상 소자(45)를 더 구성할 수도 있다.

이와 같은 공정에 의하여 최소 공간을 이용하면서도 정확한 감쇠 특성을 얻을 수 있는 컨티레버 구조의 광 감쇠기를 제조할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후 술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 광 감쇠기에서 상하 방향으로 컨티레버부가 움직이면서 광을 감쇠시키고, 컨티레버부에 직접 전극을 형성하기 때문에 하나의 채널에 대하여 광 감쇠기가 차지하는 공간을 감소시킬 수 있다. 따라서 소형의 광 감쇠기를 얻을 수 있으며, 다채널의 광 감쇠기를 용이하게 구현이 가능하다.

또한 본 발명에 따르면, 컨티레버를 구성하고 있는 실리콘의 큰 탄성을 이용하여 구동 변위를 크게 할 수 있으므로 출력광 조절능력이 우수하다.

또한 본 발명에 따르면, 도파로 재료인 실리카의 상하부에 같은 두께의 실리콘이 덮여 있는 샌드위치 구조를 형성하여 실리카와 실리콘 사이의 열팽창 계수 차로 발생하는 응력에 의한 변형을 보상시킴으로서 정확한 감쇠 특성을 얻을 수 있는 이점이 있다.

Claims

입력광의 크기를 감쇠시켜 출력광을 조절하는 광 감쇠기에 있어서,

실리콘으로 된 베이스 기판;

상기 베이스 기판 상에 배치되며 상하부 실리콘 기판 사이에 형성되어 광신호가 입력하는 입력 도파로;

상기 베이스 기판상에 상기 입력 도파로와 동일 평면상에 소정의 간격을 두고 이격 배치되고 상하부 실리콘 기판 사이에 형성되며, 전방부의 상하 실리콘 기판의 두께가 후방부의 상하 실리콘 두께보다 매우 얇은 컨티레버부를 갖고, 상기 입력 도파로를 통하여 전달되는 광신호를 수신하여 외부 소자로 출력하는 출력 도파로;

상기 컨티레버부의 하부 실리콘 기판의 하부에 형성된 제1 전극; 및

상기 베이스 기판 상에 상기 제1 전극의 상기 컨티레버부에 전자기적으로 대응하도록 형성된 제2 전극을 포함하며,

상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압을 인가하여 전자기력에 의해 상기 컨티레버부를 상하로 변형시켜 출력광을 조절하는 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기.
제1항에 있어서, 상기 상부 컨티레버부의 두께와 상기 하부 컨티레버부의 두께는 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극은 금속으로 형성되고, 상기 제2 전극은 자성체로 형성되는 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 하부 실리콘 기판을 따라 연장되는 연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기.
제1항에 있어서, 상기 입력 도파로와 상기 출력 도파로는 실리카로 구성되는 것을 특징으로 하는 컨테레버형 PLC 광 감쇠기.
제1항에 있어서, 상기 컨티레버부의 상부 실리콘 기판 위에는 상기 제1 전극과 실질적으로 동일한 크기와 재료로 구성되는 응력 보상 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기.
하부 실리콘 기판 상에 입력 도파로와, 상기 입력 도파로로부터 소정의 간격을 두고 출력 도파로를 형성하는 단계;

상기 입력 도파로 및 상기 출력 도파로 상에 상부 실리콘 기판을 접착하는 단계;

상기 상부 실리콘 기판과 상기 하부 실리콘 기판을 식각하여, 상기 출력 도파로 전방부의 상하 실리콘 기판의 두께가 후방부의 상하 실리콘 두께보다 매우 얇은 컨티레버부를 형성하는 단계;

상기 컨티레버부의 하부에 제1 전극을 형성하는 단계;

실리콘 재질의 베이스 기판 상에 제2 전극을 형성하는 단계; 및

상기 베이스 기판을 상기 하부 실리콘 기판에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 하부 실리콘 기판을 얇은 두께로 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 컨티레버부 위에 응력 보상 소자를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 제1 전극은 금속으로 형성되고, 상기 제2 전극은 자성체로 형성되는 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 입력 도파로와 상기 출력 도파로는 실리카로 구성되는 것을 특징으로 하는 컨티레버형 PLC 광 감쇠기 제조방법.