KR100772509B1 - 유기 브래그 격자판을 포함하는 광도파로를 갖는 광소자 - Google Patents

유기 브래그 격자판을 포함하는 광도파로를 갖는 광소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 상에 형성된 클래드층과, 상기 클래드층 내에 형성된 광도파로로 이루어진다. 상기 광도파로는 코아층과, 상기 코아층의 중간 부분에 상기 코아층보다 굴절률이 크고 특정 파장의 광을 반사 또는 투과시킬 수 있는 유기 브래그 격자판을 포함하여 이루어진다. 이에 따라, 고반사율 및 저손실로 상기 광도로파로 광을 진행시킬 수 있다. 더하여, 본 발명은 광도파로 상에 열전극을 형성하거나, 테이퍼(taper)된 광도파로를 만들거나, 광도파로의 코아층 중앙에 첩(Chirp)이 있는 유기 브래그 격자판을 만들어 고성능의 가변 파장 필터 및 가변 분산 보상기를 구현할 수 있다.

Description

유기 브래그 격자판을 포함하는 광도파로를 갖는 광소자{Optical device having optical waveguide of organic Bragg grating sheet}
도 1은 본 발명에 의한 광도파로형 유기 브래그 격자판을 갖는 광소자를 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 유기 브래그 격자판을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명과의 비교를 위해 유기 브래그 격자판을 광도파로의 표면에 형성한 종래의 광소자이다.
도 5 및 도 6은 각각 광진행 특성 실험을 위한 도 4의 종래의 광소자 및 도 1의 본 발명의 광소자의 개략적인 단면도이다.
도 7 및 도 8은 각각 도 5 및 도 6의 광소자의 광모드의 세기 프로파일을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 광소자의 응용예로써 유기 브래그 격자판을 가진 광도파로 상에 열전극이 형성된 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 도시한 단면도이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 의한 광소자의 다양한 응용예로써 동일한 주기의 유기 브래그 격자판을 가진 광도파로 상에 열전극이 형성된 가변 파장 필터나 가변 분산 보상기를 도시한 확대 단면도들이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 의한 광소자의 다양한 응용예로써 주기가 변하는 첩형 유기 브래그 격자판을 가진 광도파로 상에 열전극이 형성된 가변 파장 필터나 가변 분산 보상기를 도시한 확대 단면도들이다.
본 발명은 광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기물을 이용한 도파로형 브래그 격자판(Bragg grating sheet)을 갖는 광소자에 관한 것이다.
일반적으로, 광소자에서 유기물 브래그 격자를 제작하는 종래의 기술은 복제(replication), 몰딩(molding), 엠보싱(embossing), 스탬핑(stamping), e-빔 라이팅(e-beam writing), 리쏘그라피(Lithography) 및 광화학적 공정(photochemical processing)등 다양한 기술이 사용되어 왔다. 앞의 여섯 개 방식은 대부분 표면 양각 격자(surface relief gratings)를 제조하는 방식으로 사용되었다. 그리고 상기 광화학적 공정은 표면 양각 격자 또는 체적 지수 격자(volume index gratings)를 제조하는 방식으로 사용되었다.
대표적으로 유기물 표면 양각 격자와 이를 응용한 예로써, 저손실 폴리머 광도파로 코아층 위에 고굴절률 레졸 격자를 집적하여 광도파로형 폴리머 브래그 격자 파장 필터를 제작했다(Min-Cheol Oh et al., Polymeric wavelength filters with polymer grating, Applied Physics Letters, Vol.72 No. 13, 1559 (1998)). 더하여, 열전극과 열광학 효과를 이용해 가변 파장 필터도 구현했다(Min-Cheol Oh et al., Tunable wavelength filters with Bragg gratings in polymer waveguides, Applied Physics Letters, Vol.73 No. 18, 2543 (1998)). 상기 고굴절률 레졸 격자는 위상마스크(Phase Mask)와 광리쏘그라피(Photolithography) 방법으로 제작되었다.
대표적인 유기물 체적 지수 격자와 그 응용에는 평면도파로형 폴리머 광도파로에 두빔 간섭법(Two-Beam Interference)과 그에 따른 특정 폴리머(Allied Signal optical polymer)의 광록킹(Photolocking)현상을 이용하여 브래그 격자를 새겨넣고 이를 이용하여, 다채널 광 추가/감소(Add/Drop) 다중화기(OADM) 등의 광소자에 응용하였다(Louay Eldada et al., Integrated Multichannel OADMs Using Polymer Bragg Grating MZIs, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.10 No. 10, 1416 (1998), Louay Eldada et al., Thermooptic Planar Polymer Bragg Grating OADMs with Broad Tuning Range, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.11 No. 4, 448 (1999)).
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 코아층 중앙 근처에 코어층 물질보다 굴절률이 큰 브래그 격자판(Bragg Grating Sheet)을 포함하는 광도파로를 갖는 광소자에 관한 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 예에 의한 광소자는 기판 상에 형성된 클래드층과, 상기 클래드층 내에 형성된 광도파로로 이루어진다. 상기 광도파로는 코아층과, 상기 코아층 내에 상기 코아층보다 굴절률이 크고 특정 파장의 광을 반사 또는 투과시킬 수 있는 유기 브래그 격자판을 포함하여 이루어진다.
상기 코아층은 하부 코아층 및 상부 코아층으로 이루어지고, 상기 유기 브래그 격자판은 상기 상부 코아층과 하부 코아층 사이에 위치할 수 있다. 상기 유기 브래그 격자판의 두께는 코아층 전체 두께의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 상기 유기 브래그 격자판은 잔류층 및 상기 잔류층 상에 일정 주기의 막대 또는 첩형의 막대로 이루어질 수수 있다. 상기 잔류층의 두께는 0보다 크고 상기 유기 브래그 격자판의 두께보다 작거나 같을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 예에 의한 광소자는 기판 상에 형성된 클래드층과, 상기 클래드층 내에 형성된 광도파로로 이루어지고, 상기 광도파로는 하부 코아층, 상부 코아층, 및 상기 상부 코아층과 하부 코아층 사이에서 상기 상부 및 하부 코아층보다 굴절률이 크고 특정 파장의 광을 반사 또는 투과시킬 수 있는 유기 브래그 격자판을 포함하여 이루어지고, 상기 광도파로 상부에 형성된 열전극을 구비하여 가변 파장 필터 및 가변 분산 보상기로 이용할 수 있다.
상기 광도파로는 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 광도파로일 수 있다. 상기 유기 브래그 격자판은 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 유기 브래그 격자판일 수 있다. 상기 열전극은 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 열전극일 수 있다. 상기 유기 브래그 격자판은 광축을 따라 막대 주기가 일정한 유기 브래그 격자판일 수 있다. 상기 유기 브래그 격자판은 광축을 따라 막대 주기가 변하는 첩형 유기 브래그 격자판일 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 도면에서 막 또는 영역들의 크기 또는 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어진 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 광도파로형 유기 브래그 격자판을 갖는 광소자를 도시한 단면도이다.
구체적으로, 본 발명에 의한 광소자는 기판(10) 상에 클래드층(12)이 형성되어 있고, 상기 클래드층(12)의 중앙 부분에 평면 도파로형의 광도파로(18)가 형성되어 있다. 상기 광도파로(18)는 유기물 코아 도파로이다. 상기 광도파로(18)의 중앙면 근처에 코아층(14)의 물질보다 굴절률이 크면서 매우 얇은 유기 브래그 격자판(16)이 도입되어 있다.
상기 코아층(14)은 하부 코아층(14a) 및 상부 코아층(14b)으로 구성된다. 상기 유기 브래그 격자판(16)은 하부 코아층(14a)과 상부 코아층(14b) 사이에 위치한다. 상기 유기 브래그 격자판(16)의 총두께는 코아층(14)의 전체 두께의 1/2 이하로 구성한다. 그리고, 광도파로(18)는 도 1에서는 단면 모양이 네모꼴, 즉 채널(Channel)형으로 도시되어 있으나, 계단형 네모꼴, 즉 리지(Ridge)형 도파로도 구 성될 수 있다.
광도파로(코아 도파로, 18)는 굴절률이 큰 코아층(14) 주위로 굴절률이 작은 클래드층(12)이 구성되어 있기 때문에, 빛은 전반사에 의해 코아층(14)을 통해 진행하게 된다. 상기 유기 브래그 격자판(16)을 포함한 광도파로(18)는 효과적으로 특정한 파장의 빛(광)을 반사 또는 투과시킨다.
도 2 및 도 3은 도 1의 유기 브래그 격자판을 확대하여 도시한 사시도이다.
구체적으로, 도 2 및 도 3은 광도파로(18)의 중앙면 근처에 도입된 두 종류의 유기 브래그 격자판(16)이다. 도 2는 잔류층(20, residue layer) 상에 일정 주기(P1)의 막대(22)를 가진 유기 브래그 격자판(16)이다. 즉, 도 2의 유기 브래그 격자판(16)은 주기가 P1로 모두 일정한 형태의 막대(22)를 가진다. 도 3은 잔류층(20) 상에 주기가 점차 변하는 첩형(Chirped) 막대(24)를 가진 유기 브래그 격자판(16)이다. 도 3의 유기 브래그 격자판(16)은 주기가 P1. P2에서 Pn으로 점차 변하는 첩형 막대(24)를 가진다.
도 2 및 도 3에서, 상기 잔류층(20)은 임프린트(Imprint)등의 방법으로 유기 브래그 격자판(16)을 제작할 때 나타난다. 효과적인 유효 굴절률 조절을 위해 잔류층(20)은 식각 등의 방법으로 두께를 조절할 수도 있고 제거할 수도 있다. 상기 잔류층(20)을 포함한 유기 브래그 격자판(16)의 총두께는 코아층(14)의 전체 두께의 1/2 이하로 구성된다. 상기 잔류층(20)의 두께는 0보다 크고 상기 유기 브래그 격자판(16)의 두께보다 작거나 같게 구성한다.
도 4는 본 발명과의 비교를 위해 유기 브래그 격자판을 광도파로의 표면에 형성한 종래의 광소자이다.
구체적으로, 도 4에서, 편의상 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다. 도 4는 본 발명과 비교를 위하여, 유기 브래그 격자판(16)을 광도파로(18)의 표면, 즉 코아층(14)의 상면에 형성한다.
도 5 및 도 6은 각각 광진행 특성 실험을 위한 도 4의 종래의 광소자 및 도 1의 본 발명의 광소자의 개략적인 단면도이다. 도 5 및 도 6에서, 도 1 및 도 4와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.
구체적으로, 도 5 및 도 6은 브래그 격자판(16)을 가진 광도파로(18)에 1550nm의 파장의 TM(Transverse Magnetic) 기본 모드의 광진행 특성을 실험하기 위한 광소자이다. 도 5는 종래의 광소자로써 광도파로를 구성하는 코아층 상에 유기 브래그 격자판을 형성한 것이고, 도 6은 본 발명의 광소자로써 광도파로를 구성하는 코아층 중간에 유기 브래그 격자판을 형성한 것이다.
도 5 및 도 6에서, 기판(10)인 실리콘의 굴절률(nSi)은 3.48, 클래드층(12)의 굴절률은 1.43, 코아층(14)의 굴절률은 1.45, 및 유기 브래그 격자판(16)의 굴절률은 1.52로 하였다. 기판(10)의 두께(d)는 30㎛, 광도파로(18)의 세로 길이(L2) 및 가로 길이(L3)가 7㎛로 구성하여, 광도파로(18)의 단면적은 49㎛2이다. 광도파로(18)와 클래드층(12)의 하면, 즉 기판(10)의 표면간의 거리(L1, 또는 두께)는 13㎛이고, 광도파로(18)와 클래드층(12)의 상면간의 거리(L4, 또는 두께)는 13㎛로 하였고, 유기 브래드 격자판(16)의 두께는 0.375㎛로 하였다.
도 7 및 도 8은 각각 도 5 및 도 6의 광소자의 광모드의 세기 프로파일을 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 7 및 도 8은 각각 도 5의 종래의 광소자 및 도 6의 본 발명의 광소자에서, 1mm 길이의 광도파로를 1550nm의 파장의 광이 진행할 때 TM 기본 모드의 광세기 프로 파일이다. 도 7 및 도 8에서, X축은 횡방향(horizontal direction) 길이를 나타내고, Y축은 종방향(vertical direction) 길이를 나타낸다.
도 7에 도시한 바와 같이, 종래의 광소자는 광 기본 모드가 한쪽으로 치우쳐져 있다. 이에 반하여, 본 발명의 광소자는 광 기본 모드가 코아층에 잘 구속되어 있어 광이 코아층으로 잘 구속되어 진행한다. 따라서, 본 발명의 광소자와 같이 코아층 중간부분에 형성된 유기 브래그 격자판을 가진 광도파로를 진행한 광은 고효율의 브래그 파장 반사도를 얻을 뿐만 아니라 광의 손실면에서도 매우 작음을 알 수 있다.
이하에서는, 도 1의 광소자를 이용한 응용예를 설명한다. 본 발명은 유기 브래그 격자판을 포함한 광도파로의 파장에 따른 유효 굴절률을 조절하기 위해, 상기 광도파로 위에 일정 모양의 열전극을 형성하거나, 테이퍼(taper)된 광도파로를 만들거나, 광도파로의 코아층 중앙에 첩(Chirp)이 있는 유기 브래그 격자판을 만들 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 광소자는 반사되는 파장이나 파장대역폭을 조절하는 가변 파장 필터(Tunable Wavelength Filter) 또는 광신호의 색분산량을 조절하는 가변 분산 보상기(Tunable Dispersion Compensator)로 제작할 수 있다.
도 9는 본 발명에 의한 광소자의 응용예로써 유기 브래그 격자판을 가진 광 도파로 상에 열전극이 형성된 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 도시한 단면도이다.
구체적으로, 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다. 도 9에 보듯이, 코아층(14) 중간부분에 형성된 유기 브래그 격자판(16)을 가진 광도파로(18) 상부에 열전극(26)이 형성되어 열광학 효과에 의해 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 구현한 것이다. 다시 말해, 도 9는 상기 광도파로(18) 상부에 형성된 열전극(26)이 열광학 효과에 의해 광도파로(18)의 유효 굴절율을 변화시켜 파장을 가변시킬 수 있는 가변 파장 필터 또는 광신호의 색분산량을 조절하는 가변 분산 보상기를 구현한 것이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 의한 광소자의 다양한 응용예로서 동일한 주기의 유기 브래그 격자판을 가진 광도파로 상에 열전극이 형성된 가변 파장 필터나 가변 분산 보상기를 도시한 확대 단면도들이다.
구체적으로, 도 10 내지 도 13에서, 도 1 및 도 9와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다. 도 10 내지 도 13에서, 열전극(26, 26a)은 모식적으로 나타낸 것이고, 광도파로(18) 상하에 형성되기만 하면 어디에 형성되어도 무방하다.
도 10은 도 9와 같은 구조의 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 도시한 것이다. 즉, 도 10은 유기 브래그 격자판(16)을 갖는 광도파로(18)와, 상기 광도파로 상하부에 열전극(26)을 구비하여 열광학 효과에 의해 가변 파장 필터 도는 가변 분산 보상기를 구현한 것을 도시한 것이다.
도 11은 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된(tapered)된 광도파로 (18a) 및 테이퍼된 브래그 격자판(16a)을 갖는 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 도시한 것이다. 상기 테이퍼된(tapered)된 광도파로(18a) 및 테이퍼된 유기 브래그 격자판(16a)은 광도파로(18)의 형성시 유기 브래그 격자판(16)을 포함한 광도파로(18)를 식각하여 만들어진다. 이에 따라, 도 11에 도시한 것은 광도파로(18a) 축을 따라 점차 유효 굴절율을 변하게 하여 브래그 반사파의 대역폭을 증가시키는 가변 파장 필터 또는 파장에 따른 색분산량을 조절하는 가변 분산 보상기이다.
도 12는 도 10과 비교하여 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 열전극(26a)을 갖는 것을 제외하고는 동일한 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기이다. 상기 테이퍼된 열전극(26a)은 열전극(26)형성시 열전극의 폭이나 두께를 점차 변하게 만든다. 이에 따라, 도 12는 광도파로(18)를 따라 저항이 점차 변하여 열광학 효과에 의해 유효굴절율을 점차 변하게 하는 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 도시한 것이다.
도 13은 도 11 및 도 12의 조합 구조로써, 테이퍼된(tapered)된 광도파로(18a), 테이퍼된 브래그 격자판(16a) 및 테이퍼된 열전극(26a)을 갖는 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 도시한 것이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 의한 광소자의 다양한 응용예로서 주기가 변하는 첩형 유기 브래그 격자판을 가진 광도파로 상에 열전극이 형성된 가변 파장 필터나 가변 분산 보상기를 도시한 확대 단면도들이다.
구체적으로, 도 14 내지 도 17에서, 도 1 및 도 9, 및 도 10 내지 도 13과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다. 도 14 내지 도 17에서, 열전극(26, 26a)은 모식적으로 나타낸 것이고, 광도파로(18) 상하에 형성되기만 하면 어디에 형성되어도 무방하다.
도 14는 도 10과 비교하여 주기가 점차 변하는 첩형(chirped) 유기 브래그 격자판(16b)을 가진 것을 제외하고는 동일한 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 도시한 것이다. 상기 첩형 유기 브래그 격자판(16b)은 브래그 격자판(16) 형성시 만들어진다. 도 15는 첩형이면서도 테이퍼된 유기 브래그 격자판(16c)과 테이퍼된 광도파로(18a)의 구조를 이용한 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 도시한 것이다. 도 15는 도 14 및 도 11의 구조를 이용하여 구현한 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 도시한 것이다.
도 16은 주기가 점차 변하는 첩형 브래그 격자판(16b)과 테이퍼된 열전극(26a)의 구조를 이용한 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 도시한 것이다. 도 16은 도 14 및 도 12의 구조를 이용하여 구현한 가변 파장 필터 및 가변 분산 보상기를 도시한 것이다. .
도 17은 주기가 점차 변하는 첨형이면서 테이퍼된 유기 브래그 격자판(16c)과, 테이퍼된 광도파로(18a), 그리고 테이퍼된 열전극(26a)의 구조를 이용한 가변 파장 필터 또는 가변 분산 보상기를 도시한 것이다. 도 17은 도 15 및 도 13의 구조를 이용하여 구현한 가변 파장 필터 및 가변 분산 보상기를 도시한 것이다.
도 10 내지 17에서, 본 발명의 광소자의 응용예로써 다양한 구조의 가변 파장 필터 및 가변 분산 보상기를 도시하였다. 필요에 따라서는, 상기 광도파로(18)는 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 광도파로(18a), 상기 유기 브래그 격자판(16)은 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 유기 브래그 격자판(16a), 상기 열전극(26)은 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 열전극(26a), 및 상기 유기 브래그 격자판(16)은 광축을 따라 주기가 일정한 유기 브래그 격자판(16)(또는 상기 유기 브래그 격자판(16)은 광축을 따라 주기가 변하는 첩형 유기 브래그 격자판(16b))을 조합하여 가변 파장 필터 및 가변 분산 보상기를 구현할 수 있다
도 18 및 도 19는 본 발명에 의한 광소자 형성 방법을 도시한 단면도이다. 도 18 및 도 19는 코아층(14)의 중간 부분에 코아층(14)보다 굴절률이 큰 유기 브래그 격자판(16)을 형성하는 보다 구체적으로 설명하기 위하여 도입된 도면이다.
도 18을 참조하면, 4인치 기판(10), 예컨대 석영 기판 위에 하부 클래드층(12a)을 형성한다. 상기 하부 클래드층(12a)은 고분자막으로 형성한다. 상기 하부 클래드층(12a)은 기판(10) 상에 상품명 Exguide ZPU13-430(ChemOptics사의 열경화용 저손실의 고분자로써 굴절률은 파장 1.55㎛에서 1.430임) 용액을 두께가 13㎛가 되도록 회전 도포한 후, 250℃의 질소 분위기 오븐에서 2시간 동안 열경화하여 형성한다.
상기 하부 클래드층(12a) 상에 제1 코아층(13)을 형성한다. 상기 제1 코아층(13)은 상기 하부 클래드층(12a) 상에 상품형 Exguide ZPU13-450 (ChemOptics사의 열경화용 저손실의 고분자, 굴절률은 광파장 1.55㎛에서 1.450임) 용액을 두께가 3.5㎛ 되도록 회전 도포한 후, 250℃의 질소 분위기 오븐에서 2시간 동안 열경화하 여 형성한다.
다음에, 미리 제작한 실리콘(Si) 브래그 격자판 스탬프(Stamp, 미도시) 위에 상품명 Exguide Co-152 (ChemOptics사의 자외선 나노 임프린트용 저손실의 고분자, 굴절률은 파장 1.55㎛에서 1.520)를 방울방울 뿌린다. 앞서 표면에 제1 코아층(13)이 형성된 기판(10)을 뒤집어 상기 실리콘 브래그 격자판 스탬프에 누른 후, 기판(10) 방향으로 자외선(UV)을 조사 및 경화하여 유기 브래그 격자층(15)을 형성한다. 이어서, 상기 실리콘 브래그 격자판 스탬프와 기판(10)을 분리시킨다. 다음에, 상기 기판(10)의 유기 브래그 격자판(16) 상에 다시 상품명 Exguide ZPU13-450 용액을 3.5㎛의 두께가 되도록 회전 도포 한후, 250℃의 질소 분위기 오븐에서 2시간 동안 열경화하여 제2 코아층(17)을 형성한다.
도 19를 참조하면, 제2 코아층(17), 유기 브래그 격자층(15) 및 제1 코아층(13)을 광리쏘그라피(Photolithography)와 산소 활성 이온식각(O2 Reactive Ion Etching)을 이용하여 폭(width, 가로 길이) 7㎛ 및 깊이(세로 길이) 7㎛로 식각함으로써 상부 코아층(14b), 유기 브래그 격자판(16) 및 하부 코아층(14a)으로 이루어진 광도파로(18)를 형성한다. 상기 유기 브래그 격자판(16)은 상부 코아층(14b) 및 하부 코아층(14a) 사이에 형성된다.
다음에, 광도파로(18)가 형성된 기판(10) 위에 다시 Exguide ZPU13-430 용액을 두께가 13㎛ 되도록 회전도포하고 250℃의 질소 분위기 오븐에서 2시간 동안 열경화하여 상부 클래드층(12b)을 형성한다. 상부 클래드층(12b) 상에는 필요에 따라 열전극(26)이 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광소자는 코아층 중간 부분에 코아층보다 굴절률이 큰 유기 브래그 격자판을 포함하는 광도파로를 갖는다. 이에 따라, 본 발명의 광소자는 고반사율 및 저손실로 상기 광도로파로 광을 진행시킬 수 있다.
더하여, 본 발명의 광소자는 광도파로 상에 열전극을 형성하거나, 테이퍼(taper)된 광도파로를 만들거나, 광도파로의 코아층 중앙에 첩(Chirp)이 있는 유기 브래그 격자판을 만들어 고성능의 가변 파장 필터 및 가변 분산 보상기를 구현할 수 있다.

Claims (16)

  1. 기판 상에 형성된 클래드층과,
    상기 클래드층 내에 형성된 광도파로로 이루어지되,
    상기 광도파로는 코아층과, 상기 코아층의 중간 부분에 상기 코아층보다 굴절률이 크고 특정 파장의 광을 반사 또는 투과시킬 수 있는 유기 브래그 격자판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코아층은 하부 코아층 및 상부 코아층으로 이루어지고, 상기 유기 브래그 격자판은 상기 상부 코아층과 하부 코아층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 광소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유기 브래그 격자판의 두께는 코아층 전체 두께의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 광소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유기 브래그 격자판은 잔류층 및 상기 잔류층 상에 일정 주기의 막대 또는 첩형의 막대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 잔류층의 두께는 0보다 크고 상기 유기 브래그 격자판의 두께보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 광소자.
  6. 기판 상에 형성된 클래드층과,
    상기 클래드층 내에 형성된 광도파로로 이루어지되,
    상기 광도파로는 하부 코아층, 상부 코아층, 및 상기 상부 코아층과 하부 코아층 사이에서 상기 상부 및 하부 코아층보다 굴절률이 크고 특정 파장의 광을 반사 또는 투과시킬 수 있는 유기 브래그 격자판을 포함하여 이루어지고,
    상기 광도파로 상부에 형성된 열전극을 구비하여 가변 파장 필터 및 가변 분산 보상기로 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 광소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광도파로는 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 광도파로인 것을 특징으로 하는 광소자.
  8. 제6항에 있어서, 상기 유기 브래그 격자판은 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 유기 브래그 격자판인 것을 특징으로 하는 광소자.
  9. 제6항에 있어서, 상기 열전극은 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 열전극인 것을 특징으로 하는 광소자.
  10. 제6항에 있어서, 상기 유기 브래그 격자판은 광축을 따라 막대 주기가 일정한 유기 브래그 격자판인 것을 특징으로 하는 광소자.
  11. 제6항에 있어서, 상기 유기 브래그 격자판은 광축을 따라 막대 주기가 변하는 첩형 유기 브래그 격자판인 것을 특징으로 하는 광소자.
  12. 제6항에 있어서, 상기 광도파로는 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 광도파로이고, 상기 유기 브래그 격자판은 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 유기 브래그 격자판인 것을 특징으로 하는 광소자.
  13. 제11항 또는 12항에 있어서, 상기 열전극은 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 열전극인 것을 특징으로 하는 광소자.
  14. 제6항에 있어서, 상기 유기 브래그 격자판은 광축을 따라 막대 주기가 변하는 첩형이면서도 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 유기 브래그 격자판인 것을 특징으로 하는 광소자.
  15. 제14항에 있어서, 상기 광도파로는 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 광도파로인 것을 특징으로 하는 광소자.
  16. 제14항에 있어서, 상기 열전극은 광축을 따라 폭이나 두께가 변하는 테이퍼된 열전극인 것을 특징으로 하는 광소자.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4796274A (en) 1986-02-17 1989-01-03 Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha Semiconductor device with distributed bragg reflector
US5732102A (en) 1994-12-20 1998-03-24 France Telecom Laser component having a bragg reflector of organic material, and a method of making it
US20020122648A1 (en) 2001-02-11 2002-09-05 Georgia Tech Research Corporation Optical waveguides with embedded air-gap cladding layer and methods of fabrication thereof
US20020136494A1 (en) 2001-03-22 2002-09-26 Tomonori Yazaki Optical device

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