KR100786407B1 - Ａｗｇ 소자의 중심 파장 트리밍 방법 - Google Patents

Ａｗｇ 소자의 중심 파장 트리밍 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100786407B1
KR100786407B1 KR1020060031818A KR20060031818A KR100786407B1 KR 100786407 B1 KR100786407 B1 KR 100786407B1 KR 1020060031818 A KR1020060031818 A KR 1020060031818A KR 20060031818 A KR20060031818 A KR 20060031818A KR 100786407 B1 KR100786407 B1 KR 100786407B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
clad layer
center wavelength
waveguide
trimming
core
Prior art date
Application number
KR1020060031818A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070078359A (ko
Inventor
백세종
임기건
Original Assignee
전남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전남대학교산학협력단 filed Critical 전남대학교산학협력단
Publication of KR20070078359A publication Critical patent/KR20070078359A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100786407B1 publication Critical patent/KR100786407B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29301—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means based on a phased array of light guides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the arrayed waveguides, e.g. comprising a filled groove in the array section
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12019—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the optical interconnection to or from the AWG devices, e.g. integration or coupling with lasers or photodiodes
    • G02B6/12021—Comprising cascaded AWG devices; AWG multipass configuration; Plural AWG devices integrated on a single chip
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12026—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by means for reducing the temperature dependence
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12026—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by means for reducing the temperature dependence
    • G02B6/12028—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by means for reducing the temperature dependence based on a combination of materials having a different refractive index temperature dependence, i.e. the materials are used for transmitting light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12033—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by means for configuring the device, e.g. moveable element for wavelength tuning

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법에 관한 것으로, 실리콘 기판 상에 실리카 하부 클래드층, 코어 및 폴리머 상부 클래드층을 포함하는 도파로를 형성하고, 폴리머 상부 클래드층의 일부 영역에 자외선(UV 레이저 광)을 조사하여 폴리머 상부 클래드층의 굴절률을 변화시킴으로써, 파장이 변화하여 온도 조절 장치를 사용하지 않고도 중심 파장을 트리밍할 수 있다.
더욱이, 제작과정에서 AWG의 ΔL(인접한 어레이 도파로 간의 길이차)가 설계대로 만들어지지 않고 치수가 서로 달라 불량이 발생한 경우 UV 레이저 광의 조사로 굴절율을 조절(trimming)하여 원하는 규격(spec)의 중심 파장을 얻을 수 있다.
광도파로, 굴절률, UV 레이저 광, 트리밍, AWG, 온도무의존형

Description

ＡＷＧ 소자의 중심 파장 트리밍 방법{Method of trimming a center wave of a arrayed waveguide grating device}
도 1은 AWG 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 광 도파로의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 AWG 소자에서 UV 레이저 광의 조사 영역을 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101, 301 : 입력 도파로 102, 305 : 출력 도파로
103, 104, 302, 304 : 슬랩 도파로
105, 303 : 어레이 도파로106 : 평면 기판
201 : 실리콘 기판202 : 실리카 하부 클래드층
203 : 실리카 코어204 : 폴리머 상부 클래드층
205, 306 : UV 레이저가 조사된 폴리머 상부 클래드층
본 발명은 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법에 관한 것으로, 특히 주변 온도 변화에 영향을 받지 않는 온도 무의존형이면서 실리카 폴리머 하이브리드 광 도파로를 이용하는 AWG(Arrayed Waveguide Grating)의 중심 파장을 트리밍할 수 있는 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법에 관한 것이다.
대용량의 정보를 전송하기 위해 흔히 사용되는 파장분할 다중화(WDM) 통신 시스템에서는 한 가닥의 광섬유를 이용하여 N개의 파장을 갖는 광신호를 동시에 전송한다. 원거리의 통신에서는 1개의 파이버에 가능한 만큼 많은 정보를 운송하므로, 사용하는 파장간격을 1nm 이하로 좁게 하여, 많은 파장의 광을 사용한 고밀도 파장분할다중(DWDM) 전송이 사용되고 있다. 단일 모드 광섬유를 기반으로 하는 파장분할 다중화 통신 시스템의 수신단에는 여러 개의 파장을 갖는 광신호들을 각각 분리하기 위해서 주로 광도파로열 격자(AWG:Arrayed Waveguide Grating)를 이용한다.
도 1은 광도파로열 격자 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 광도파로열 격자 소자는 평면기판(106) 위에 하나 이상의 입력도파로(101)와 출력도파로(102), 두 개의 슬랩도파로(103, 104) 및 어레이 도파로(105)로 구성된다. 입력도파로(101)로 전송된 다중화된 광은 입력 슬랩도파로(103)에서 회절에 의해 넓어지고 각각의 길이가 다른 어레이도파로(105)에 전파된다. 인접한 어레이도파로(105)의 길이가 다르기 때문에 다른 위상으로 출력 슬랩도파로(104)에 도달한다. 출력 슬랩도파로(104)에 도달한 광의 동위상면은 직선을 나타내고, 다른 파장의 광은 각기 다른 위상차를 갖기 때문에 동위상면의 직선 기울기가 달라진다. 따라서 다른 파장의 광은 집광되는 위치가 달라진다.
이처럼 각기 다른 파장의 광이 집광되는 위치에 출력도파로(102)를 둠으로써 다중화된 광을 분파할 수 있다.
광도파로열 격자의 동작원리는 다음의 수학식1로 표현된다.
ns*d*sinΦ+nc*ΔL=m*λ
ns : 슬랩 도파로의 굴절률
d : 어레이도파로와 슬랩도파로와의 경계면에서의 인접한 어레이도파로간의 거리
Φ : 회절각
n c : 도파로의 굴절률
ΔL : 인접한 어레이도파로 간의 길이차
m : 회절차수
λ : 출력된 광의 파장
여기서 회절각 Φ가 0도인 자리에 위치한 출력도파로로 방출되는 광의 파장을 중심파장 λ0 라고 정하면 위 수학식 1은 다음의 수학식 2와 같다.
λ0 =nc*ΔL/m
광도파로열 격자의 도파로 영역은 주로 실리카계 유리물질로 이루어진다. 그런데 실리카계 유리물질의 굴절률이 온도에 따라 달라지기 때문에 상기의 도파로로 구성된 광도파로열 격자의 광분파 파장 특성이 온도에 따라 변하게 된다. 또한 광도파로열 격자의 기판(106)으로는 주로 실리콘을 사용하는데 온도에 따라 기판이 수축 팽창을 하기 때문에 어레이도파로(105)의 길이가 변하므로 이로 인해 출력도파로(102)로 방출되는 광의 중심파장이 변하게 된다.
중심파장의 온도의존성을 파악하기 위해 수학식 2를 온도 T로 미분하면 다음의 수학식 3과 같다.
dλ/dT = λ/nc*dnc/dT+λ/ΔL*dΔL/dT = λ/nc*dnc/dT+λ/as
as : 기판의 열팽창 계수
수학식 3의 첫 번째 항목인 λ/nc*dnc/dT는 도파로 굴절률의 온도 의존성을 나타낸다.
예를 들면 일반적으로 도파로로 사용되는 실리카계 유리의 온도에 따른 굴절률 변화 dnc/dT는 8x10-6/K이고 도파로 굴절률 nc =1.45, 중심파장 λ0=1550nm인 경우 도파로 굴절률의 온도의존성 값은 λ/nc*dnc/dT =0.0085nm/K가 된다.
수학식 3의 두 번째 항목인 λ/as 는 기판(106)의 팽창 수축에 따른 파장의 온도 의존성을 나타낸다.
예를 들면 실리콘 기판의 열팽창 계수 as =2.5*10-6/K인 경우 기판에 의한 파장의 온도의존성 값은 λ/as =0.0036nm/K가 된다. 그러므로 파장에 대한 온도 의존성 값 dλ/dT 는 0.012nm/K가 된다.
이는 실제 광도파로열 격자 소자의 온도에 따른 파장 변화값인 0.011nm/K와 거의 일치한다.
이러한 온도에 따른 파장 변화를 제어하기 위한 종래의 기술로는 온도조절장치를 부착하는 방법을 주로 사용해왔다. 그러나 펠티어 소자 및 히터 등의 온도 조절장 치는 항상 전력을 필요로 할 뿐만 아니라 사용 가능한 외부환경도 제한적인 문제점이 있다.
이에 대하여, 본 발명이 제시하는 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법은 실리콘 기판 상에 실리카 하부 클래드층, 코어 및 폴리머 상부 클래드층을 포함하는 도파로를 형성하고, 폴리머 상부 클래드층의 일부 영역에 자외선(UV 레이저 광)을 조사하여 폴리머 상부 클래드층의 굴절률을 변화시킴으로써, 파장이 변화하여 온도 조절 장치를 사용하지 않고도 중심 파장을 트리밍할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법은 기판 상에 하부 클래드층을 형성하는 단계와, 하부 클래드층 상에 소정의 패턴으로 코어를 형성하는 단계와, 코어 상에 폴리머 물질로 상부 클래드층을 형성하는 단계, 및 상부 클래드층의 굴절률을 변화시켜 중심 파장을 트리밍하기 위하여 상부 클래드층의 일부 영역에 UV 레이저 광을 조사하는 단계를 포함한다.
상기에서, 하부 클래드층 또는 코어는 실리카로 형성한다. 이때, 기판이 실리카 성분으로 이루어진 경우 기판을 열산화 공정으로 산화시켜 하부 클래드층을 형성할 수도 있다.
코어는 화염가수분해법으로 형성된 실리카막을 유도 결합 플라즈마 장비를 이용한 건식식각 방식으로 패터닝하여 형성할 수 있다.
폴리머 상부 클래드층은 폴리머 물질을 스핀코팅한 후 열경화 공정을 실시하여 형성하며, 스핀 코팅은 200rpm ~ 3000rpm 정도의 속도로 실시하고, 폴리머 물질은 5㎛ ~ 20 ㎛ 정도의 두께로 형성할 수 있다. 한편, 폴리머 물질로 플루오리네이트 폴리에테르 계열, 아크릴레이트 계열, 실리콘 레진 계열, 폴리이미드 계열 또는 퍼플루오네이트 사이클로부탄 계열의 물질을 사용할 수 있다.
UV 레이저 광은 중심 파장이 ± 0.2nm 이내로 쉬프트 되도록 조사되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법은 기판 상에 하부 클래드층, 코어 및 폴리머 상부 클래드층을 순차적으로 형성하여 입력 도파로, 어레이 도파로, 및 출력 도파로를 포함하는 AWG 소자가 형성되는 단계, 및 어레이 도파로에 포함된 폴리머 상부 클래드층의 일부분의 굴절률이 변화되도록 UV 레이저 광을 조사하여 중심 파장을 트리밍하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2d는 광 도파로의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 실리콘 기판(201) 상에 실리카 하부 클래드층(202)을 형성하고, 그 상부에 소정의 패턴으로 실리카 코어(203)를 형성한다. 여기서, 기판(201)이 실리카 기판인 경우 실리카 기판 상에 바로 코어(203)를 형성할 수도 있다.
한편, 실리카 하부 클래드층(202) 및 실리카 코어(203)는 화염가수분해법(Flame Hydrolysis Deposition ; FHD)으로 형성할 수 있으며, 특히 하부 클래드층(202)은 실리콘 기판(201)의 표면을 열산화(Thermal Oxidation) 공정으로 산화시켜 형성할 수도 있다. 실리카로 이루어진 실리카 하부 클래드층(202)과 실리코 코어(203)는 모두 양의 열광학 계수를 갖는다.
실리카 코어(203)를 화염가수 분해법으로 형성된 막을 유도 결합 플라즈마(Inductive Coupled Plasma) 장비를 이용한 건식식각 방식으로 패터닝하여 형성할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 실리카 코어(203)를 포함한 실리콘 기판(201)의 전체 구조 상에 음의 열광학계수를 갖는 폴리머 물질을 스핀코팅한 후 경화 공정을 실시하여 폴리머 상부 클래드층(204)을 형성한다. 이때, 스핀 코팅은 200rpm ~ 3000 rpm 정도의 속도로 실시하는 것이 바람직하며, 폴리머 물질은 5㎛ ~ 20 ㎛ 정도의 두께로 도포한다. 그리고, 경화 공정은 열 경화 방식으로 실시할 수 있다.
한편, 폴리머 상부 클래드층(204)은 플루오리네이트 폴리에테르(fluorinated polyethers) 계열, 아크릴레이트(acrylate) 계열, 실리콘 레진(silicone resin) 계열, 폴리이미드(polyimide) 계열 또는 퍼플루오네이트 사이클로부탄(perfluorinated cyclobutane) 계열의 물질로 형성할 수 있다.
도 2d를 참조하면, 폴리머 상부 클래드층(204)을 형성한 후에는, 중심 파장을 트리밍(Trimming)하기 위하여 UV 레이저 광을 조사한다. 이로써, 폴리머 상부 클래드층(204)의 표면은 UV 레이저가 조사된 폴리머 상부 클래드층(205)이 된다. 폴리머 상부 클래드층(204)에 UV 레이저 광을 조사하면, 폴리머 상부 플래드층(205)의 굴절률이 변하기 때문에, 중심 파장을 트리밍할 수 있다. 특히, 온도 무의존형(Athermal) 광도파로열 격자(AWG)의 중심 파장을 ± 0.2nm 이내로 쉬프트 시킬 수 있다.
이로써, 제작과정에서 AWG의 ΔL(인접한 어레이 도파로 간의 길이차: 수학식 2 참조)가 설계대로 만들어지지 않고 치수가 서로 달라 불량이 발생하는 경우, ΔL를 조절하지 않고도 UV 레이저 광의 조사로 굴절율(수학식 2의 'nc')을 조절(trimming)하여 원하는 규격(spec)의 중심 파장을 얻을 수 있다. 즉, UV 레이저 광의 조사로 굴절률을 조절함으로써 공정상의 문제점을 해결하고 불량률을 감소시킬 수 있다.
여기서, UV 레이저 광의 조사 시간에 따른 굴절률의 변화량은 실험치로 얻을 수 있으며, 폴리머 상부클래딩층의 UV 레이저 광(248nm) 조사량에 따른 굴절률(overclad 표면층) 특성 실험치는 다음과 같다.
폴리머 상부클래딩층 두께 : 20.1~20.7㎛ (시편: 3개)
시편No. ND-filter (trans. ％) mJ (aver.:50) mJ/㎠ (Slit면적: 0.75㎠) pules(N) (5Hz) RI (표면굴절률) ΔRI (RIN-RI0) 비고
② - - - 0 1.455092 -
② 50.12 35.4 47.2 100 1.456362 0.001270
200 1.456536 0.001444
300 1.456926 0.001834
④ - - - 0 1.45599 -
④ 19.95 25.6 26 400 1.457129 0.001139
500 1.457555 0.001565
800 1.48189 0.0259 폴리머손상 신뢰도낮음
⑤ - - - 0 1.455156 -
⑤ x 49.6 66.1 100 1456687 0.001531
200 1.456264 0.002103
300 1.457298 0.002142
에너지는 50mj 1000번 20%정도 상승하는 것으로 CW 20mJ
한편, AWG 소자에서 UV 레이저 광이 조사되는 영역은 다음과 같이 정의하는 것이 바람직하다.
도 3a 내지 도 3d는 AWG 소자에서 UV 레이저 광의 조사 영역을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a를 참조하면, AWG 소자는 입력 도파로(301), 제1 슬랩 도파로(302), 어레이 도파로(303), 제2 슬랩 도파로(304) 및 출력 도파로(305)를 포함하며, 단일 광섬유와 리본 광섬유에 연결시키는 기능을 담당한다. 즉, N개의 파장(λ1, λ2, ..., λn)을 갖는 광신호가 단일 광섬유를 통해 입력되면, 입력된 광신호는 입력 도파로(301), 제1 슬랩 도파로(302), 에러이 도파로(303), 제2 슬랩 도파로(304) 및 출력 도파로(305)를 경유하여 리본 광섬유로 전달된다. 상기 언급된 입력 도파로(301), 제1 슬랩 도파로(302), 에러이 도파로(303), 제2 슬랩 도파로(304) 및 출력 도파로(305)의 구성은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
상기의 AWG 소자가 도 2c에서 설명한 실리카 폴리머 하이브리드 광 도파로로 이루어진 경우 상부 표면이 폴리머 상부 클래드층으로 이루어진다. 그리고, 폴리머 상부 클래드층의 굴절률을 변화시켜 중심 파장을 트리밍하기 위하여, 폴리머 상부 클래드층에는 도 2d에서와 같이 UV 레이저 광이 조사된다. 어레이 도파로(303) 상부의 폴리머 상부 클래드층에 UV 레이저 광을 선택적으로 조사하면, UV 레이저 광이 조사된 폴리머 상부 클래드층(306)의 굴절률이 변하면서 파장을 변화시키므로 중심 파장을 쉬프트할 수 있다.
이때, UV 레이저 광은 어레이 도파로(303)가 형성된 영역에만 선택적으로 조사된다. 특히, 다채널(16ch, 32ch, 40ch, ...)의 파장을 동일하게 이동시켜야 하므로, 어레이 도파로(303)의 형태(특히, 휘어지는 정도)에 따라 UV 레이저 광이 조사되는 영역을 다르게 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 도 3a에서는 역삼각형 형태의 영역에 UV 레이저 광을 조사하였으나, 도 3b에서와 같이 삼각형 형태의 영역이나, 도 3c 또는 도 3d에 도시된 형태의 영역에 UV 레이저 광을 조사하여 중심 파장을 트리밍할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 실리콘 기판 상에 실리카 하부 클래드층, 코어 및 폴리머 상부 클래드층을 포함하는 도파로를 형성하고, 폴리머 상부 클래드층의 일부 영역에 자외선(UV 레이저 광)을 조사하여 폴리머 상부 클래드층의 굴절률을 변화시킴으로써, 파장이 변화하여 온도 조절 장치를 사용하지 않고도 중심 파장을 트리밍할 수 있다.
또한, 제작과정에서 AWG의 ΔL(인접한 어레이 도파로 간의 길이차)가 설계대로 만들어지지 않고 치수가 서로 달라 불량이 발생한 경우, ΔL를 조절하지 않고도 UV 레이저 광의 조사로 굴절율을 조절(trimming)하여 원하는 규격(spec)의 중심 파장을 얻을 수 있다. 즉, UV 레이저 광의 조사로 굴절률을 조절함으로써 공정상의 문제점을 해결하고 불량률을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.

Claims (11)

  1. 기판 상에 하부 클래드층을 형성하는 단계;
    상기 하부 클래드층 상에 소정의 패턴으로 코어를 형성하는 단계;
    상기 코어 상에 폴리머 물질로 상부 클래드층을 형성하는 단계; 및
    상기 상부 클래드층의 굴절률을 변화시켜 중심 파장을 트리밍하기 위하여 상기 상부 클래드층의 일부 영역에 UV 레이저 광을 조사하는 단계를 포함하며,
    상기 하부 클래드층 및 상기 코어가 실리카로 형성되는 온도 무의존성 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이 실리카 성분으로 이루어진 경우 상기 기판을 열산화 공정으로 산화시켜 상기 하부 클래드층을 형성하는 온도 무의존성 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어는 화염가수 분해법으로 형성된 실리카막을 유도 결합 플라즈마 장비를 이용한 건식식각 방식으로 패터닝하여 형성하는 온도 무의존성 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리머 상부 클래드층은 폴리머 물질을 스핀코팅한 후 열경화 공정을 실시하여 형성하는 온도 무의존성 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스핀 코팅은 200rpm ~ 3000 rpm 정도의 속도로 실시하며, 상기 폴리머 물질은 5㎛ ~ 20 ㎛ 정도의 두께로 형성되는 온도 무의존성 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법.
  7. 제 1 항, 제 5 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 물질로 플루오리네이트 폴리에테르 계열, 아크릴레이트 계열, 실리콘 레진 계열, 폴리이미드 계열 또는 퍼플루오네이트 사이클로부탄 계열의 물질이 사용되는 온도 무의존성 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 UV 레이저 광을 조사하여 상기 중심 파장을 ± 0.2nm 이내로 쉬프트 시키는 온도 무의존성 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법.
  9. 기판 상에 하부 클래드층, 코어 및 폴리머 상부 클래드층을 순차적으로 형성하여 입력 도파로, 어레이 도파로, 및 출력 도파로를 포함하는 AWG 소자가 형성되는 단계; 및
    상기 어레이 도파로에 포함된 상기 폴리머 상부 클래드층의 일부분의 굴절률이 변화되도록 UV 레이저 광을 조사하여 중심 파장을 트리밍하는 단계를 포함하되,
    상기 하부 클래드층 및 상기 코어가 실리카로 형성되는 온도 무의존성 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 폴리머 물질로 플루오리네이트 폴리에테르 계열, 아크릴레이트 계열, 실리콘 레진 계열, 폴리이미드 계열 또는 퍼플루오네이트 사이클로부탄 계열의 물질이 사용되는 온도 무의존성 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 UV 레이저 광을 조사하여 상기 중심 파장을 ± 0.2nm 이내로 쉬프트 시키는 온도 무의존성 AWG 소자의 중심 파장 트리밍 방법.
KR1020060031818A 2006-01-26 2006-04-07 Ａｗｇ 소자의 중심 파장 트리밍 방법 KR100786407B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20060007508 2006-01-26
KR1020060007508 2006-01-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070078359A KR20070078359A (ko) 2007-07-31
KR100786407B1 true KR100786407B1 (ko) 2007-12-17

Family

ID=38502711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060031818A KR100786407B1 (ko) 2006-01-26 2006-04-07 Ａｗｇ 소자의 중심 파장 트리밍 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100786407B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0973018A (ja) * 1995-09-05 1997-03-18 Hitachi Cable Ltd 光波長合分波器
JP2000162453A (ja) 1998-11-25 2000-06-16 Nec Corp アレイ導波路回折格子の製造方法
KR20010089368A (ko) * 1998-11-10 2001-10-06 마틴 룬디 서모-옵틱 폴리머를 포함하는 광디바이스
US6400872B1 (en) 1999-08-13 2002-06-04 Alcatel Trimmed integrated optical multi-beam interferometer
KR20030009778A (ko) * 2001-07-24 2003-02-05 학교법인 성균관대학 광도파로 격자를 이용한 분산보상방법 및 분산보상기
KR20050036404A (ko) * 2003-10-16 2005-04-20 한국전자통신연구원 실리카/폴리머 하이브리드 광도파로를 이용한 광소자

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0973018A (ja) * 1995-09-05 1997-03-18 Hitachi Cable Ltd 光波長合分波器
KR20010089368A (ko) * 1998-11-10 2001-10-06 마틴 룬디 서모-옵틱 폴리머를 포함하는 광디바이스
JP2000162453A (ja) 1998-11-25 2000-06-16 Nec Corp アレイ導波路回折格子の製造方法
US6400872B1 (en) 1999-08-13 2002-06-04 Alcatel Trimmed integrated optical multi-beam interferometer
KR20030009778A (ko) * 2001-07-24 2003-02-05 학교법인 성균관대학 광도파로 격자를 이용한 분산보상방법 및 분산보상기
KR20050036404A (ko) * 2003-10-16 2005-04-20 한국전자통신연구원 실리카/폴리머 하이브리드 광도파로를 이용한 광소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070078359A (ko) 2007-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6704487B2 (en) Method and system for reducing dn/dt birefringence in a thermo-optic PLC device
Lee et al. Temperature dependence of silicon nanophotonic ring resonator with a polymeric overlayer
US7103252B2 (en) Optical waveguide and fabricating method thereof
KR100360766B1 (ko) 배열된 도파관격자형 광학멀티플레서/디멀티플렉서 및 그제조방법
US11125942B2 (en) Optical waveguide element
US20050089291A1 (en) Waveguide structure and method of manufacturing the same
WO2001059495A1 (fr) Interferometre optique a guide d&#39;ondes
JP2002303752A (ja) 光導波路およびその製造方法
JP2005531818A (ja) 二重素材コアによる導波管の熱的補償
JP2007047326A (ja) 熱光学光変調器および光回路
JP3552159B2 (ja) 温度無依存アレイ導波路格子素子
WO2020027125A1 (ja) 光接続部品
JP2005326876A (ja) 光導波路
KR20020092209A (ko) 광도파로 장치 및 그 제조 방법
KR100786407B1 (ko) Ａｗｇ 소자의 중심 파장 트리밍 방법
JP2007163825A (ja) 導波路型熱光学回路
KR100563489B1 (ko) 실리카/폴리머 하이브리드 광도파로를 이용한 광소자
JPH1068833A (ja) 光導波路及びその製造方法並びに光回路
JP3279270B2 (ja) 光導波路及びその作製方法
JP3937218B2 (ja) プログラマブル光回路
JP2003215647A (ja) 平面導波路型光回路及びその製造方法
KR101704786B1 (ko) 고반사 브래그 격자 폴리머 광도파로 소자
JP2002202420A (ja) 光波長合分波器
Lee et al. Simple method to adjust polarization dependence in polymeric arrayed waveguide gratings
JP2005531817A (ja) 二重素材コアによる導波管の熱的補償

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20111230

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121122

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee