KR100863523B1 - Waveguide type optical splitter having the asymmetrical mach zhender structure of multimode type - Google Patents

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Abstract

A waveguide type optical splitter having an asymmetrical mach zehnder structure of a multi-mode type is provided to manufacture an optical device of an optical splitter while increasing the number of channels by including a uniform transmissivity and a little polarized loss. A waveguide type optical splitter having an asymmetrical mach zehnder structure of a multi-mode type includes two connection waveguides(30,35), and two couplers which are formed between two input terminals and two output terminals. The couplers have an input coupler(40), and an output coupler(45). A side of each of the couplers is coupled to each other and is formed integrally. The couplers have a coupler width expansion unit between the input terminal and the output terminal to expand a width connected to the input terminal and the output terminal. The coupler width expansion unit has a width of 0.5 to 1.5 um.

Description

멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기{WAVEGUIDE TYPE OPTICAL SPLITTER HAVING THE ASYMMETRICAL MACH ZHENDER STRUCTURE OF MULTIMODE TYPE}WAVEGUIDE TYPE OPTICAL SPLITTER HAVING THE ASYMMETRICAL MACH ZHENDER STRUCTURE OF MULTIMODE TYPE}

도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기,1 is a waveguide optical splitter of an asymmetric Mach-Zehnder structure having a multi-mode according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에서 D의 확대도,2 is an enlarged view of D in FIG. 1, FIG.

도 3a는 도 1에서 A-A선의 단면도,3A is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 1,

도 3b는 도 1에서 B-B선의 단면도,3B is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 1;

도 3c는 도 1에서 C-C선의 단면도,3C is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시 예에 의한 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기,4 and 5 are waveguide optical splitters of an asymmetrical Mach-Zehnder structure having a multi-mode according to an embodiment of the present invention,

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시 예에 의한 2 X 2 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기에서 입력위치에 따른 출력손실 및 편광손실그래프,6A and 6B are graphs showing output loss and polarization loss according to input positions in a waveguide optical splitter having an asymmetric Mach-Zehnder structure having a 2 × 2 multimode according to an embodiment of the present invention;

도 7a는 본 발명의 일실시 예에 의한 2 X 16 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기,FIG. 7A is a waveguide optical splitter having an asymmetric Mach-Zehnder structure having a 2 × 16 multimode according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 7b는 본 발명의 일실시 예에 의한 2 X 32 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠 더 구조의 도파형 광분배기,7B is a waveguide optical splitter having an asymmetric Mach-Zen the structure having a 2 x 32 multimode according to an embodiment of the present invention,

도 8a는 본 발명의 일실시 예에 의한 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기에서 제1입력도파로에 입력된 광원의 파장에 따른 출력손실그래프,8A is an output loss graph according to a wavelength of a light source input to a first input waveguide in a waveguide optical splitter having a multi-mode asymmetrical Mach-Zehnder structure according to an embodiment of the present invention;

도 8b는 본 발명의 일실시 예에 의한 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기에서 제2입력도파로에 입력된 광원의 파장에 따른 출력손실그래프,8B is an output loss graph according to a wavelength of a light source input to a second input waveguide in a waveguide optical splitter having a multimode asymmetric machzen structure according to an embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 일실시 예에 의한 2 X 32 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기에서 입력위치에 따른 출력손실 및 편광손실그래프.9 is an output loss and polarization loss graph according to the input position in the waveguide optical splitter of an asymmetric machzen structure with 2 x 32 multimode according to an embodiment of the present invention.

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

10: 제1입력도파로 15: 제1출력도파로10: first input waveguide 15: first output waveguide

20; 제2입력도파로 25: 제2출력도파로20; Second input waveguide 25: Second output waveguide

30: 제1연결도파로 35: 제2연결도파로30: first connection waveguide 35: second connection waveguide

40: 입력결합기 45: 출력결합기40: input combiner 45: output combiner

50: 실리카기판 55: 실리카 유리박막50: silica substrate 55: silica glass thin film

WL: 연결도파로 길이 L: 결합기 길이WL: length of coupling waveguide L: length of coupler

G: 결합기 폭확장부G: Coupler Width Extension

본 발명은 광통신분야 등에서 이용하고 있는 광 도파형 분배기 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비대칭 방향성 결합기 사이의 간격을 붙여서 제작하여 넓은 파장 영역에 걸쳐서 입력단으로 입사하는 광의 파워가 출력단으로 다시 출사할 때 광파워와 편광 의존성이 적으면서 균일한 값을 갖는 입력단이 2개인 2 X N (N= 2, 4, 8, 16, 32, 64)구조의 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical waveguide splitter element used in the field of optical communication, and more particularly, when the power of the light incident to the input terminal over a wide wavelength range is produced by attaching the gap between the asymmetrical directional coupler again to the output terminal Asymmetric Mach-Zehnder structured waveguide optical splitter with multimode of 2 XN (N = 2, 4, 8, 16, 32, 64) structure with two input stages with uniform optical power with little optical power and polarization dependence It is about.

인터넷을 비롯한 광대역 멀티미디어 수요가 증가함에 따라 가입자망의 고도화가 통신 산업에서 가장 큰 관심이 되고 있으며, 광가입자망(FTTH: Fiber To The Home) 기술은 그 핵심에 있다고 할 수 있다.As the demand for broadband multimedia, including the Internet, is growing, the advancement of subscriber networks is of the utmost interest in the telecom industry, and fiber to the home (FTTH) technology is at its core.

광가입자망 기술은 전달망과 가입자간을 연결하기 위한 전송장치와 전송매체 등의 설비로 구성되며, 고속 액세스전송은 일반적으로 가입자에게 수 Mb/s 사용대역을 제공하는 기술을 말한다. 광가입자망의 구축을 함에 있어서 사용되는 PON(Passive optical Network)방식은 광가입자망에서 서비스의 제공자인 중앙기지국과 수요자인 가입자들을 오직 수동 광소자만을 이용하여 연결한 네트워크로서, 다중화된 음성, 데이터 또는 비디오 서비스를 포함한 데이터 신호를 동시에 전송하는 방식이다. 이런 PON시스템에서 광파워를 효과적으로 분배해주는 소자가 도파로 형 광분배기 소자이다.Optical subscriber network technology is composed of a transmission device and a transmission medium for connecting a transmission network and a subscriber, and high-speed access transmission generally refers to a technology that provides a subscriber with several Mb / s bandwidth. The Passive Optical Network (PON) method used in constructing the optical subscriber network is a network that connects the central base station, a provider of services, and the subscribers, using only passive optical devices, to multiplexed voice and data in the optical subscriber network. Alternatively, the data signal including the video service is simultaneously transmitted. In this PON system, the device that effectively distributes optical power is a waveguide optical splitter device.

PON시스템에서 네트워크 설계자가 더 쉽고 안정적이며 효과적인 시스템을 구현하기 위해 입력단이 두 개인 광분배소자가 필요하게 되는데 이는 두 개의 입력단을 가지고 있으므로 시스템의 모니터링효과 및 한 선로의 단선으로 인한 효과적인 백업용도 등으로 쓰이고 있다.In the PON system, an optical splitter with two inputs is required to make the system easier, more stable, and more efficient for the network designer. This has two inputs, so the system's monitoring effect and effective backup use due to disconnection of one line are required. It is used.

광분배소자는 광 커플러라고도 하며 제작 형태에 따라 벌크형(bulk), 광섬유형(fiber), 도파로형(waveguide)으로 크게 분류할 수 있다. 벌크형은 마이크로 렌즈나 프리즘, 간섭막필터 등을 조합해서 구성되어 있으며 파장 의존성이 적은 소자를 제공할 수 있으나 조립 조정에 장시간을 필요로 하거나 신뢰성이나 가격, 소자 크기 등의 문제점이 있다. 광섬유형은 광섬유 자체를 구성 소재로 해서 연마나 융착, 늘림 공정을 거쳐서 구성되는 것으로 파장 의존성이 낮은 소자가 제작 가능하나 고도의 기술을 필요로 하며 재현성이 불량하고 양산에는 적합하지 않다는 결점을 가지고 있다. 도파로형은 설계되어진 광분배기 모양의 마스크를 가지고 포토리소그래피 공정을 이용하여 평면 기판상에 일괄 대량생산이 가능하고 재현성이나 소형 집적가능성 등에서 장래성 있는 기술로 주목되고 있다. 그러나 상기 도파로형도 공정 변수에 따라 파장에 따른 의존성이 크거나 편광손실이 문제점이 있다.Optical distribution elements are also called optical couplers and can be broadly classified into bulk, optical fiber, and waveguide types according to their fabrication form. The bulk type is composed of a combination of a micro lens, a prism, an interference film filter, and the like, and can provide a device having a small wavelength dependence, but requires a long time for assembly adjustment, and has problems such as reliability, price, and device size. The optical fiber type is composed of the optical fiber itself as a constituent material, and is processed through polishing, fusion, and stretching process. A device having low wavelength dependence can be manufactured, but it requires a high level of technology, has a poor reproducibility, and is not suitable for mass production. . The waveguide type has a designed optical splitter mask and can be mass-produced on a flat substrate using a photolithography process, and is attracting attention as a promising technology in terms of reproducibility and small integration. However, depending on the waveguide shape process variable, there is a large dependency on wavelength or polarization loss.

한편, PON망에 사용되는 도파로형 광파워 분배기소자는 도파 분기 개수에 따라 광파워 손실과 편광 손실이 최소화 되게 제작되어야 하고, 광통신에 사용되는 파장영역에 걸쳐서 균일한 파워 값을 가져야 한다.On the other hand, the waveguide optical power splitter device used in the PON network should be manufactured to minimize optical power loss and polarization loss according to the number of waveguide branches, and have a uniform power value over the wavelength region used for optical communication.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 도파로형 광파워 분배기소자로 비대칭 마하젠더 결합기 사이의 간격을 두지 않고 설계하여 파장에 따른 의존성이 크거나 편광손실이 크다는 문제점을 보완한 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to design a waveguide type optical power divider device without spaces between asymmetric Mach-Zehnder couplers to compensate for the problem of large dependence or polarization loss depending on the wavelength. It is to provide a waveguide optical splitter having an asymmetric Mach-Zehnder structure with one multimode.

다시 말해, 특성에 맞는 복수의 광결합기를 광 파장 단위에 접근시켜 배열하면 각 결합기 고유 모드간에 에버네센트(evanescent)파 결합이 생겨 광출력의 결합이 이루어지게 되며, 결합기의 입력 파워 중 일정 비율의 파워를 다른 결합기로 분기시킬 수 있다. 이러한 광결합기의 효율을 변조 가능하게 하면 분포 결합 가이드형 광변조기를 얻을 수 있다.In other words, when a plurality of optical couplers suitable for the characteristics are arranged to approach the wavelength unit of light, an evanescent wave coupling is generated between the unique modes of each coupler, so that the optical output is combined, and a ratio of the input power of the coupler is achieved. Can be branched to another coupler. When the efficiency of such an optical coupler can be modulated, a distributed coupling guide type optical modulator can be obtained.

본 발명은, 두 개의 입력단과, 두 개의 출력단 사이에 두 개의 결합기 및 두 개의 연결도파로를 포함한 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기에 있어서, 상기 결합기는 입력결합기 및 출력결합기로 구성되고, 각각의 결합기는 일측면이 붙어서 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a waveguide optical splitter having an asymmetric Mach-Zehnder structure including two input terminals and two couplers and two connecting waveguides, wherein the coupler is composed of an input coupler and an output coupler. The combiner is characterized in that the one side is formed integrally.

이때 상기 결합기는, 입력단 및 출력단과 연결되는 폭이 확장되도록 상기 입력단 및 출력단 사이에 결합기 폭확장부(G)가 더 형성되는 것이 바람직하고, 상기 결합기 폭확장부(G)는, 0.5 ~ 1.5um인 것이 바람직하다.In this case, the coupler, it is preferable that the coupler width expansion unit (G) is further formed between the input terminal and the output terminal so that the width connected to the input terminal and the output terminal, the coupler width expansion unit (G), 0.5 ~ 1.5um Is preferably.

또한, 상기 입력결합기 및 출력결합기 길이는 180 ~ 220um 및 380 ~ 420um이거나, 380 ~ 420um 및 180 ~ 220um이고, 상기 연결도파로는, 500 ~ 550nm의 길이차로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the length of the input coupler and the output coupler is 180 ~ 220um and 380 ~ 420um, or 380 ~ 420um and 180 ~ 220um, it is preferable that the connection waveguide is composed of a length difference of 500 ~ 550nm.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a waveguide optical splitter of an asymmetric Mach-Zehnder structure having a multimode of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기이고, 도 2는 도 1에서 D의 확대도이며, 도 3a는 도 1에서 A-A 선의 단면도이고, 도 3b는 도 1에서 B-B선의 단면도이며, 도 3c는 도 1에서 C-C선의 단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시 예에 의한 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시 예에 의한 2 X 2 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기에서 입력위치에 따른 출력손실 및 편광손실그래프이고, 도 7a는 본 발명의 일실시 예에 의한 2 X 16 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기이며, 도 7b는 본 발명의 일실시 예에 의한 2 X 32 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기이고, 도 8a는 본 발명의 일실시 예에 의한 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기에서 제1입력도파로에 입력된 광원의 파장에 따른 출력손실그래프이며, 도 8b는 본 발명의 일실시 예에 의한 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기에서 제2입력도파로에 입력된 광원의 파장에 따른 출력손실그래프이고, 도 9는 본 발명의 일실시 예에 의한 2 X 32 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기에서 입력위치에 따른 출력손실 및 편광손실그래프이다.1 is a waveguide optical splitter having an asymmetrical Mach-Zehnder structure having a multi-mode according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of D in FIG. 1, and FIG. 3A is a cross-sectional view of the AA line in FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the BB line in FIG. 1, FIG. 3C is a cross-sectional view of the CC line in FIG. 1, and FIGS. 4 and 5 are waveguide optical splitters having an asymmetric Mach-Zehnder structure having a multimode according to an embodiment of the present invention. 6A and 6B are graphs showing output loss and polarization loss graphs according to input positions in a waveguide optical splitter having an asymmetric Mach-Zehnder structure having a 2 × 2 multimode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7A illustrates one embodiment of the present invention. FIG. 7B illustrates a waveguide optical splitter having an asymmetric Mach-Zehnder structure having a 2 × 16 multimode according to an embodiment, and FIG. 7B is a waveguide optical splitter having an asymmetric Mach-Zehnder structure having a 2 × 32 multimode according to an embodiment of the present invention. 8A illustrates one embodiment of the present invention. In the waveguide optical splitter having an asymmetric Mach-Zehnder structure having a multi-mode according to an example, an output loss graph according to the wavelength of a light source input to the first input waveguide, and FIG. 8B is an asymmetric with a multi-mode according to an embodiment of the present invention. An output loss graph according to the wavelength of the light source input to the second input waveguide in the waveguide optical splitter of the Mach-Zehnder structure, and FIG. 9 is a waveguide of an asymmetric Mach-Zehnder structure having a 2 × 32 multimode according to an embodiment of the present invention. Output loss and polarization loss graph according to the input position in fluorescence splitter.

본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기는 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 방향성 결합기로 구성한 비대칭형 마하젠더 광 간섭계 회로를 기판상에 배치하여 두 개의 입력단과, 두 개의 출력단 사이의 광도파로 방향성 결합기 간의 광로길이 차를 적당이 조절하고 결합기를 붙여서 출력단의 광 분포가 50 : 50의 비율로 출사하며 넓은 파장 영역에서 파장의존성을 완화하고 편광손실을 줄이도록 한 것이다.As shown in FIGS. 1 to 5, the waveguide optical splitter having an asymmetrical Mach-Zehnder structure having a multi-mode according to an exemplary embodiment of the present invention has an asymmetric Mach-Zehnder optical interferometer circuit composed of two directional couplers on a substrate. Adjust the optical path length difference between the two input terminals and the optical waveguide directional coupler between the two output terminals and adjust the optical path length.The light distribution of the output terminal is emitted at a ratio of 50:50, and the wavelength dependence is relaxed in a wide wavelength range. And to reduce the polarization loss.

즉, 상기 입력단은 제 1입력도파로(10) 및 제 2입력도파로(20)로 구성하고, 상기 출력단은 제 1출력도파로(15) 및 제 2출력도파로(25)로 구성하며, 상기 입력단과 출력단 사이에 입력결합기(40)와, 연결도파로(30, 35) 및 출력결합기(45)로 구성된다.That is, the input terminal includes a first input waveguide 10 and a second input waveguide 20, and the output terminal includes a first output waveguide 15 and a second output waveguide 25. It consists of an input coupler 40, connecting waveguides 30 and 35 and an output coupler 45 therebetween.

상기 입력결합기(40) 및 출력결합기(45)는 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 측면이 붙어서 일체로 형성된다. 또한, 상기 결합기의 폭이 확장되도록 결합기 폭확장부(G)가 더 형성될 수 있다. 이때 결합기 길이(L)는 180 ~ 220um이거나, 380 ~ 420um일 수 있다. 즉, L1이 180 ~ 220um이고, L2가 380 ~ 420um이거나, L1이 380 ~ 420um이고, L2가 180 ~ 220um일 수 있다. 또한 결합기 폭확장부(G)는 0.5 ~ 1.5um인 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the input coupler 40 and the output coupler 45 are integrally formed by attaching side surfaces thereof. In addition, the coupler width expansion portion (G) may be further formed to expand the width of the coupler. At this time, the coupler length (L) may be 180 ~ 220um, or 380 ~ 420um. That is, L1 may be 180-220um, L2 may be 380-420um, L1 may be 380-420um, and L2 may be 180-220um. In addition, the coupler width expansion portion (G) is preferably 0.5 ~ 1.5um.

상기 연결도파로(30, 35)는 비대칭형으로 제1연결도파로(30)의 길이가 WL인 경우에는 제2연결도파로(35)가 ΔWL만큼 더 길어진 WL+ΔWL로 형성된다.The connecting waveguides 30 and 35 are asymmetrical, and when the length of the first connecting waveguide 30 is WL, the second connecting waveguide 35 is formed as WL + ΔWL which is longer by ΔWL.

이러한 본 발명의 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기는 상기 도 3a 내지 3c에 도시된 바와 같이, 각각 저면으로부터 실리카기판(50)과, 실리카 유리박막(55) 및 코어박막(SiO2-GeO2;10, 20, 30, 35, 40)으로 단면이 구성된다. 다시 말해, 도 3a와 같이 제1입력도파로(10) 및 제2입력도파로(20) 상의 단면도(도 1의 A-A선)는 제1입력도파로(10)와 제2입력도파로(20)가 각각 이격되어 구성되고, 도 3b와 같이 입력결합기(40)의 단면도(도 1의 B-B선)는 측면이 붙어서 구성된다. 또한 제1연결도파로(30) 및 제2연결도파로(35) 상의 단면도(도 1의 C-C선)는 도 3c와 같 이 각각 이격되어 구성된다.As shown in FIGS. 3A to 3C, the asymmetric Mach-Zehnder structured waveguide optical splitter according to the present invention has a silica substrate 50, a silica glass thin film 55 and a core thin film (SiO 2 -GeO 2 ) from the bottom, respectively. 10, 20, 30, 35, 40), the cross section is configured. In other words, as shown in FIG. 3A, cross-sectional views (AA lines of FIG. 1) on the first input waveguide 10 and the second input waveguide 20 are spaced apart from the first input waveguide 10 and the second input waveguide 20, respectively. As shown in FIG. 3B, the cross-sectional view of the input coupler 40 (line BB in FIG. 1) is configured with side surfaces. In addition, the cross-sectional view (the CC line of Figure 1) on the first connection waveguide 30 and the second connection waveguide 35 is configured to be spaced apart as shown in Figure 3c.

상기와 같이 구성된 본 발명의 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기는 파장영역 1.25um ~ 1.65um에서 50 ± 10 % 의 투과율을 갖도록 설계한 것으로 본 발명의 실시 예는 다음과 같다.The waveguide optical splitter of the asymmetrical Mach-Zehnder structure of the present invention configured as described above is designed to have a transmittance of 50 ± 10% in the wavelength range of 1.25 um to 1.65 um.

상기 제1입력도파로(10)와 제2입력도파로(20)의 간격은 127um이고, 제1출력도파로(15)와 제2출력도파로(25)와의 간격은 250um 의 간격을 가진다.The distance between the first input waveguide 10 and the second input waveguide 20 is 127 μm, and the distance between the first output waveguide 15 and the second output waveguide 25 has a space of 250 μm.

상기 광도파로는 실리카 기판 위에 SiO2 계열에 굴절률을 증가시키는 GeO2를 첨가하여 기판과 광도파간의 굴절률이 약 0.4 delta % ~ 0.45 delta %의 차이를 갖는 6um x 6um 정도의 마하젠더 광 간섭계회로를 구성한 것이다.The optical waveguide is a 6um x 6um Mach-Zehnder optical interferometer circuit having a refractive index difference of about 0.4 delta% to 0.45 delta% between the substrate and the optical waveguide by adding GeO 2 which increases the refractive index to the SiO 2 series on the silica substrate. It is made up.

또한, 입력결합기(40)와 출력결합기(45)의 길이에 따라 출사되는 광 파워의 비율이 다르기 때문에 효과적인 광 분배를 위해서는 최적화된 설계값을 가져야 한다. 본 발명의 구조에서는 투과율을 50:50으로 균등하게 분배하기 위하여 입력결합기(40)와 출력결합기(45)의 길이를 각각 194um와 400um로 설계하였다. 또한, 두 도파로의 합하여지거나 분기되는 결합기의 결합기 폭확장부(G)는 1.2um 로 설계 제작하였다.In addition, since the ratio of the optical power emitted according to the length of the input coupler 40 and the output coupler 45 is different, it must have an optimized design value for effective light distribution. In the structure of the present invention, the length of the input coupler 40 and the output coupler 45 was designed to be 194um and 400um, respectively, in order to distribute the transmittance equally to 50:50. In addition, the width of the coupler (G) of the combined or branched coupler of the two waveguides is designed to 1.2um.

한편, 상기 제1연결도파로(30)와 제2연결도파로(35)는 △WL의 길이의 차를 갖는 것으로 결합기와 마찬가지로 50:50의 투과율을 갖기 위해서는 최적화된 설계값을 가져야 한다. 본 발명의 구조에서 △WL 의 거리는 525nm 이다.On the other hand, the first connecting waveguide 30 and the second connecting waveguide 35 has a difference in the length of △ WL to have a transmittance of 50:50 as in the case of a coupler should have an optimized design value. In the structure of the present invention, the distance of DELTA WL is 525 nm.

도 6a 및 도 6b는 2 X 2 광분배기의 파장에 따른 광손실과 편광손실을 나타 낸 그래프로, 입력단의 위치에 따라 출력단의 광 파워값이 넓은 파장영역에 걸쳐 약 50:50 비율을 갖는 것을 확인했다. 또한 편광손실 또한 넓은 파장영역에서 0.15 dB 이하의 값을 갖고 있음을 실험을 통해 확인했다.6A and 6B are graphs showing optical loss and polarization loss according to the wavelength of a 2 × 2 optical splitter. The optical power of the output terminal has a ratio of about 50:50 over a wide wavelength range depending on the position of the input terminal. Confirmed. In addition, the experiment confirmed that the polarization loss also has a value of 0.15 dB or less in a wide wavelength range.

한편, 도 7a는 본 발명의 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기를 이용한 2 X 16 채널의 광분배기의 평면도이고, 도 7b는 2 X 32 채널의 광분배기의 평면도이다.7A is a plan view of a 2 × 16 channel optical splitter using a waveguide optical splitter having an asymmetric Mach-Zehnder structure having a multimode of the present invention, and FIG. 7B is a plan view of a 2 × 32 channel optical splitter.

한편, 도 8a는 제1입력도파로(10)에 입력된 광원의 파장에 다른 출력손실이고, 도 8b는 제2입력도파로(20)에 입력된 광원의 파장에 따른 출력손실이다. 그리고, 도 9는 상기 2 X 32 채널을 가진 광분배기의 파장에 따른 광손실과 편광손실을 나타낸 그래프로 입력단의 위치에 따라 출력단의 광 파워값이 넓은 파장영역에 걸쳐 균일하게 분포하고 편광손실 또한 넓은 파장영역에서 0.2 dB 이하의 값을 갖고 있음을 확인할 수 있다.8A is an output loss different from the wavelength of the light source input to the first input waveguide 10, and FIG. 8B is an output loss according to the wavelength of the light source input to the second input waveguide 20. FIG. 9 is a graph showing the optical loss and the polarization loss according to the wavelength of the optical splitter having the 2 X 32 channel, and the optical power value of the output terminal is uniformly distributed over a wide wavelength range according to the position of the input terminal, It can be seen that it has a value of 0.2 dB or less in a wide wavelength range.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 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 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.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 비대칭 마하젠더 구조를 이용하여 2개 의 입력단을 가지는 광분배기 구조에서 결합기 사이의 간격을 두지 않았을 경우 넓은 영역의 파장에서 파장에 민감하지 않고 균일한 투과율을 가지면서 적은 편광손실을 갖기 때문에 채널 수를 늘려가면서 효과적인 광분배기 광소자를 제작할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, in the optical splitter structure having two input terminals using an asymmetric Mach-Zehnder structure, it is not sensitive to the wavelength at a wide range of wavelengths and has a uniform transmittance when there is no space between the couplers. Since the polarization loss is small, it is possible to manufacture an effective optical splitter optical element while increasing the number of channels.

Claims (5)

삭제delete 두 개의 입력단과, 두 개의 출력단 사이에 두 개의 결합기 및 두 개의 연결도파로를 포함한 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기에 있어서,In a waveguide optical splitter with an asymmetric Mach-Zehnder structure including two inputs, two couplers and two connecting waveguides between the two outputs, 상기 결합기는 입력결합기 및 출력결합기로 구성되고, 각각의 결합기는 일측면이 붙어서 일체로 형성되고,The coupler is composed of an input coupler and an output coupler, each coupler is formed integrally by attaching one side, 상기 결합기는, 입력단 및 출력단과 연결되는 폭이 확장되도록 상기 입력단 및 출력단 사이에 결합기 폭확장부(G)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기.The coupler is a waveguide optical splitter having an asymmetrical Mach-Zehnder structure having a multi-mode, characterized in that the coupler width expansion portion (G) is further formed between the input end and the output end so that the width is connected to the input end and the output end. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 결합기 폭확장부(G)는, 0.5 ~ 1.5um인 것을 특징으로 하는 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기.The coupler width expansion portion (G) is a waveguide optical splitter having an asymmetrical Mach-Zehnder structure having a multimode, characterized in that 0.5 ~ 1.5um. 제2항 또는 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 3, 상기 입력결합기 및 출력결합기 길이는 180 ~ 220um 및 380 ~ 420um이거나, 380 ~ 420um 및 180 ~ 220um인 것을 특징으로 하는 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기.The length of the input coupler and the output coupler is 180 ~ 220um and 380 ~ 420um, or 380 ~ 420um and 180 ~ 220um waveguide optical splitter having a multimode asymmetric structure, characterized in that. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 연결도파로는, 500 ~ 550nm의 길이차로 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기.The connecting waveguide is a waveguide optical splitter having an asymmetrical Mach-Zehnder structure having a multimode, characterized in that the length difference of 500 ~ 550nm.
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