KR100977235B1 - 도파관 사이의 자유공간 광 전파를 위한 광 컴포넌트 - Google Patents

도파관 사이의 자유공간 광 전파를 위한 광 컴포넌트 Download PDF

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헨리 에이. 블로벨트
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Abstract

본 발명의 광 컴포넌트는 2개의 측벽을 구비한 수평 부재 및 상기 수평 부재로부터 돌출된 실질적으로 투명한 말단벽을 포함한다. 말단벽, 측벽 및 수평 부재는 내부 체적을 부분적으로 둘러싸고, 말단벽의 적어도 일부에는 임의의 적합한 방식으로 광 기능성이 부여된다. 광 어셈블리는 광 컴포넌트 말단벽으로부터의 반사 또는 광 컴포넌트 말단벽의 투과에 의하여 말단 결합되는 평면 도파관 및 제2 도파관과 함께 도파관 기판 상에 장착된 광 컴포넌트를 포함한다. 광 도파관을 도파관에 대하여 적절하게 배치하는 것은 도파관 및/또는 도파관 기판 상의 정렬면 및/또는 정렬 마크에 의하여 용이해질 수 있다
광 컴포넌트, 측벽, 수평 부재, 말단벽, 도파관, 도파관 기판, 정렬면, 정렬 마크

Description

도파관 사이의 자유공간 광 전파를 위한 광 컴포넌트 {OPTICAL COMPONENT FOR FREE-SPACE OPTICAL PROPAGATION BETWEEN WAVEGUIDES}
본 출원은 헨리 에이. 블로벨트 및 호엘 에스. 파슬라스키에 의하여 발명의 명칭 "Reflective and/or transmissive optical component for free-space optical propagation between waveguides"로 2002년 12월 12일 출원된 미합중국 가출원 제60/425,370호를 우선권으로 주장하며, 상기 가출원의 내용은 원용에 의해 본 명세서에 통합된다. 상기 출원은 데이빗 더블유, 베무이, 호엘 에스. 파슬라스키 및 귀도 헌지커에 의하여 발명의 명칭 "Low-profile-core and thin-core optical waveguides and methods of fabrication and use thereof"로 2003년 4월 29일 출원된 미합중국 가출원 제60/466,799호를 우선권으로 주장하며, 상기 가출원의 내용은 원용에 의해 본 명세서에 통합된다.
본 발명의 분야는 광 컴포넌트에 관한 것이다. 특히, 본 명세서에는 도파관 사이에 자유공간 광 전파를 위한 반사 및/또는 투과 광 컴포넌트에 대하여 개시되어 있다.
평면 광 도파관이 통신 및 다른 분야에 사용하기 위한 다양한 광 소자를 구현하는데 적합하다. 평면 도파관 외에, 평면 도파관 기판은(조립 및/또는 배치에 의하여) 기판 상에 광 컴포넌트/소자를 배치하는 정렬/지지 구조; 기판 상에 광섬유 및/또는 광섬유 테이퍼를 배치하는 V-그루브 및/또는 다른 정렬/지지 구조; 컴포넌트, 그레이팅, 필터, 및/또는 다른 광 요소/소자; 기판 상의 소자를 활성화시키도록 전자 액세스를 가능하게 하는 전기 컨택트 및/또는 트레이스; 및/또는 다른 적합한 컴포넌트를 또한 포함한다. 본 명세서에서는, 한정되는 것은 아니지만 미러, 빔스플리터, 빔 컴바이너, 필터, 렌즈 등을 포함하는 반사 및/또는 투과 광 요소가 하나 이상의 평면 광 도파관과 함께 사용되고 도파관 사이의 자유공간 광 전파 및/또는 말단 커플링을 위해 사용되는 것에 대해 개시되어 있다.
광 컴포넌트는 2개의 측벽을 구비한 수평 부재 및 상기 수평 부재로부터 돌출된 실질적으로 투명한 말단벽을 포함할 수 있다. 말단벽, 측벽 및 수평 부재는 내부 체적을 부분적으로 둘러쌀 수 있고, 말단벽의 적어도 일부에는 광 기능성이 부여된다. 광 기능성을 부여하는 방법의 예는(한정되는 것은 아니지만) i) 광 컴포넌트 층의 적어도 일 면에 적어도 1층의 광 코팅을 형성하는 단계; ii) 광 컴포넌트 층에 적어도 하나의 만곡면을 제공하는 단계; iii) 말단벽의 적어도 일 면에 공간적으로 변하는 표면 프로파일을 제공하는 단계; iv) 광 컴포넌트 층에 적어도 하나의 공간적으로 변하는 광 특성을 제공하는 단계; v) 광 컴포넌트 층에 적어도 하나의 이방성 특성을 제공하는 단계; 및/또는 vi) 광 컴포넌트 층에 적어도 하나의 스펙트럼에 의해 변하는 광 특성을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
광 컴포넌트는 기판 상에 형성될 수 있고, 상기 기판의 일부분은 수평 부재를 형성하며, 상기 기판으로부터 측벽 및 말단벽이 돌출된다. 광 장치가 기판 상에 형성될 수 있고, 광 컴포넌트 층을 포함하는 말단벽은 기판 소재로 된 기판 상에 형성된 다음, 기판 하측으로부터 제거된다. 측벽 및 수평 부재는 기판의 나머지 부분으로부터 분리된 기판 소재를 사용하여 광 컴포넌트 층과 함께 형성된다. 상기 방법 모두 수많은 광 컴포넌트를 동시에 제조하도록 웨이퍼 스케일 상에서 구현될 수 있다. 광 기능성은 바 레벨 및/또는 개별 컴포넌트 레벨에서 웨이퍼 스케일 상에 제공될 수 있다.
광 어셈블리는 도파관 기판 상에 장착된 전술한 광 컴포넌트, 기판 상에 형성된 평면 도파관, 및 기판 상에 배치된 제2 도파관을 포함할 수 있다. 도파관은 광 컴포넌트 말단벽으로부터의 반사 또는 광 컴포넌트 말단벽의 투과에 의하여 광학적으로 말단 커플링된다. 광 컴포넌트는 평면 도파관의 말단 부분이 내부 체적 내에 수용된 상태로 도파관 기판 상에 장착될 수 있다. 광 컴포넌트를 도파관에 대하여 적절하게 배치하는 것은 컴포넌트 및/또는 도파관 기판 상의 정렬면 및/또는 정렬 마크에 의하여 용이하게 이루어질 수 있다.
본 명세서에 기재된 광 컴포넌트 및/또는 어셈블리의 목적 및 장점은 도면에 예시되어 있고 상세한 설명에 기재된 예시적인 실시예 및/또는 특허청구범위를 참조하면 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
도면에 도시된 각종 구조의 상대적인 비율은 본 발명을 더욱 명료하게 나타내기 위하여 변형될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 각종의 광 소자, 광 도파관, 광섬유, 광 컴포넌트, 광 모드, 정렬/지지 부재, 그루브 등의 상대 치수는 서로 달라질 수 있을 뿐만 아니라 이들의 상대적인 가로 및/또는 세로 비율도 달라질 수 있다. 도면에 있어서, 명료하게 도시하기 위하여 광 요소의 가로 치수가 세로 치수에 비하여 확대되어 있으며, 이는 세로 위치의 가로 치수가 과장되어 보이게 한 것이다.
도면에 도시된 실시예는 단지 예시적인 것으로서, 본 명세서에 개시 및/또는 청구된 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니라는 점에 유의해야 한다.
도 1은 일반적인 광 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 일반적인 광 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 일반적인 광 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도 및 정면도이다.
도 4a 및 도 4b는 일반적인 광 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도 및 정면도이다.
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 예시적인 광 컴포넌트를 개략적으로 도시한 평면도, 말단도, 측면도 및 등각도이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 예시적인 광 컴포넌트 및 도파관의 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는 예시적인 광 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도 및 정면도이며, 도 7c는 예시적인 광 어셈블리를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 8a 및 도 8b는 예시적인 광 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도 및 정 면도이며, 도 8c는 예시적인 광 어셈블리를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 9는 예시적인 광 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 10은 예시적인 광 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11a 및 도 11b는 예시적인 듀얼 광 컴포넌트 및 도파관의 평면도이다.
도 12a, 도 12b, 도 12c, 도 13a 및 도 13b는 광 컴포넌트를 제조하는 예시적인 방법 순서를 예시하는 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 예시적인 광 컴포넌트를 개략적으로 도시한 등각도이다.
도 15a, 도 15b 및 도 15c는 광 도파관의 평면도 및 단면도이다.
도 16은 예시적인 광 어셈블리를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 명세서에 기재된 대복수의 광 도파관(광섬유 및 평면 도파관 양자 모두 포함)은 단지 하나, 또는 소수의 최저차 광 모드를 지지하도록 치수 및 설계 파라미터를 갖는다. 가시 파장 및 근적외선 파장에서, 얻어지는 광 모드는 가로로 수 ㎛에서 약 10 또는 15 ㎛에 이르는 것이 일반적이다. 도파관의 특징에 따라, 안내된 광 모드는 거의 원통형으로 대칭이거나, 또는 실질적으로 직교하는 가로 치수를 따라 가로로 실질적으로 상이할 수 있다. 이들 파장 및 치수의 모드는 지지하는 도파관의 말단면을 넘어 실질적으로 회절성을 나타내며, 즉 지지하는 도파관의 말단면으로부터 충분하게 멀리 실질적으로 수렴/발산(개구수는 종종 약 0.1 이상임)되는 것이 일반적이다. 따라서, 말단 커플링된 도파관 사이에 동작 허용가능한 레벨 이상의 광 파워 전송도를 달성하기 위하여는 다음 방법 중 한 가지 이상을 필요 로 할 수 있는데: 도파관 말단면 사이의 안내되지 않은 광 경로길이를 특정의 광 어셈블리에 사용할 수 있도록 가능한 작게 유지한다; 도파관의 말단면에서 광 모드의 회절성을 완화시키기 위하여 도파관 하나 또는 양자 모두의 말단부를 사용한다; 리포커싱, 리이미징, 또는 도파관 사이의 말단 커플링 향상을 위해 모드 공간성을 조작하기 위하여 도파관 사이에 하나 이상의 광 요소를 추가적으로 삽입한다.
광 기능성은 도파관 내에 용이하게 구현될 수 없으므로, 도파관의 말단면 사이의 광 경로 내에 개재된 광 컴포넌트(반사성 및/또는 투과성)에 의하여 제공되어여 하며 도파관 사이에는 안내되지 않은(예를 들면, 자유 공간) 광이 전파(반사성 광 컴포넌트로부터 반사 및/또는 투과 광 컴포넌트를 전달)되는, 도파관 베이스 광 시스템 또는 도파관 베이스 멀티-컴포넌트 광 소자의 경우가 종종 있다. 광 시스템의 전체적인 투과율을 동작 허용가능한 레벨 이상으로 유지하면서 상기와 같은 방식으로 광 기능성을 구현하기 위하여, 일반적으로 상기 문단에 기재된 바와 같은 광 시스템 즉 멀티-컴포넌트 광 소자를 사용하는 것이 필요하다.
도 1은 평면 도파관 기판(200) 상에 광 도파관(210, 230, 250)과 함께 배치된 광 컴포넌트(100)를 포함하는 광 어셈블리의 개략도로서, 상기 광 도파관 중 적어도 하나는 기판(200) 상에 형성된 평면 도파관이다. 광 파워는 도파관(210, 230, 250) 각각을 통해 이들 도파관에 지지된 각각의 전파 모드 중 한 가지 이상의 모드로 전파될 수 있다. 각각의 도파관(210, 230, 250)은, 광 파워가 각각 자유롭게 전파되는 광빔(10, 30, 50)(도파관에 의하여 제공된 바와 같이 가로 안내의 표시 랙을 자유롭게 전파)을 가진 광 파워의 말단-트랜스퍼(즉, 말단-트랜스퍼, 말단 커플링, 말단-커플링된 광 파워 트랜스퍼, 광 파워의 말단-커플링된 트랜스퍼, 말단-커플링된 트랜스퍼)에 의하여 각각의 도파관을 출입할 수 있는 각각의 말단면(211, 231, 251)에서 종료된다. 도파관(210, 230) 및 광 컴포넌트(100)는 광빔(10 및/또는 30)이 광 컴포넌트(100)의 표면(102 및/또는 104)으로부터 반사됨으로써(표면(104)으로부터 반사되도록 컴포넌트(100)을 통한 이중-패스 투과; 도 1, 도 2, 도 3a/3b, 및 도 4a/4b에 도시된 바와 같이 표면(102)으로부터의 반사 포함)도파관(210)과 도파관(230) 사이에 광 파워가 반사가능하게 커플링된 말단-트랜스퍼가 가능하도록 적절하게 배치될 수 있다. 마찬가지로, 도파관(210, 250) 및 광 컴포넌트(100)는 광빔(10 및/또는 50)이 광 컴포넌트(210, 250) 및 상기 광 컴포넌트의 표면(102, 104)으로부터 반사됨으로써 도파관(210)과 도파관(250) 사이에 광 파워가 투과가능하게 커플링된 말단-트랜스퍼가 가능하도록 적절하게 배치될 수 있다.
광 컴포넌트(100)는 강도(intensity), 공간 특성(spatial characteristics), 편광 특성(polarization characteristics), 및/또는 광 컴포넌트에서 반사 또는 투과된 광빔의 스펙트럼 특성(spectral characteristics)을 수정하기 위하여(예를 들면, 광 컴포넌트 상에 광 기능성을 제공하기 위하여) 여러 가지 방식으로 개조될 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 일반적인 광 어셈블리는 전술한 상세한 설명 및/또는 특허청구범위를 벗어나지 않으면서 광 컴포넌트(100)를 거쳐 광범위한 어레이의 광 기능성을 구현하는데 사용될 수 있다(또한 도파관 사이의 말단-커플링을 향상시킬 수 있다). 광 기능성을 제공하는 방법의 예는, 한정되는 것은 아니지만, i) 광 컴포넌트의 적어도 일 면에 적어도 1층의 광 코팅을 형성하는 단계; ii) 광 컴포넌트에 적어도 하나의 만곡면을 제공하는 단계; iii) 광 컴포넌트의 적어도 일 면에 공간적으로 변하는 표면 프로파일을 제공하는 단계; iv) 광 컴포넌트에 적어도 하나의 공간적으로 변하는 광 특성을 제공하는 단계; v) 광 컴포넌트에 적어도 하나의 이방성 광 특성을 제공하는 단계; vi) 광 컴포넌트에 적어도 하나의 스펙트럼에 의해 변하는 광 특성을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 광 기능성을 제공하는 광 컴포넌트(100)를 개조하는 보다 구체적인 방법의 예는, 한정되는 것은 아니지만, 표면(102, 104)을 공간 배치; 표면(102, 104) 중 하나 또는 양자 모두를 한 가지 또는 두 가지 치수로 만곡; 표면(102, 104) 중 하나 또는 양자 모두 상의 표면 불연속(면 경계와 같음); 표면(102, 104) 중 하나 또는 양자 모두 상에 반사, 부분 반사, 및/또는 반사 방지 코팅; 표면(102, 104) 중 하나 또는 양자 모두 및/또는 컴포넌트(100) 내에 회절 구조 구현; 컴포넌트(100) 내의 굴절 인덱스 스펙트럼 및/또는 공간 불연속, 구배, 및/또는 변조; 표면(102, 104) 중 하나 또는 양자 모두 상에 이분굴절 및/또는 이변색성 코팅; 컴포넌트(100) 내의 패러디 회전; 컴포넌트(100) 내의 광 흡수/투과; 상기 중 임의의 하나 이상의 스펙트럼 및/또는 공간 불연속, 구배, 및/또는 변조를 포함할 수 있다. 이러한 광 컴포넌트(100)는, 도 1의 광 어셈블리에 의하여 제공될 특정의 기능성을 구현하기 위한 필요성에 따라, 위치, 파장 및 편광에 따라 개조되거나 또는 이들과는 상관없이 독립적으로 개조될 수 있다.
도파관(210, 230, 250) 중 적어도 하나는 기판(200) 상에 형성된 평면 도파관으로 구현될 수 있다. 3개의 도파관 모두가 기판(200) 상에 형성된 평면 도파관 인 경우, 공간-선택 소재 방법 기술을 사용하여 광 어셈블리의 원하는 기능성이 달성되도록 도파관을 기판 상에 충분히 정확하게 배치시킬 수 있다(동작 허용가능한 공차 범위 내에서). 도파관(210, 230, 250) 중 하나 또는 2개가 기판(200) 상에 형성된 평면 도파관이 아닌 경우, 기판(200)은 광 어셈블리의 원하는 기능성이 달성되도록(동작 허용가능한 공차 범위 내에서) 상기 도파관을 기판 상의 도파관에 대하여 적절하게 장착시키도록 개조될 수 있다. 예를 들면, 도파관(210, 230, 250) 중 하나 또는 2개는 광섬유를 포함할 수 있다(예를 들면, 도 2에 개략적으로 도시된 도파관(250)). 기판(200)에는 광섬유를 평면 도파관에 대하여(동작 허용 공차 범위 내에서) 충분히 정확하게 수동 배치(능동 배치와 반대로, 광 어셈블리 또는 서브 어셈블리의 기능성은 정확한 배치를 결정하도록 모니터링된다)할 수 있도록 하는 대응하는 V-그루브(201), 정렬 에지(202) 및/또는 다른 적합한 정렬 구조가 제공될 수 있다. 다른 예에 있어서, 도파관(210, 230, 250) 중 하나 또는 2개는(예를 들면, 도 3a 및 도 3b에 개략적으로 도시된 도파관(230)) 대응하는 별개의 도파관 기판(239) 상에 형성된 평면 도파관을 포함한다. 기판(200) 및/또는 기판(239)에는 도파관(230)을 도파관(210, 250)에 대하여 충분히 정확하게 수동 배치(동작 허용가능한 범위 이내에서)시킬 수 있는 적합한 지지/정렬 구조(203, 233)가 각각 제공될 수 있다. 또한, 기판(200)에는 지지 구조(205)가 제공될 수 있으며, 기판(200, 239)에는 도파관(230)을 도파관(210, 250)에 대하여 충분히 정확하게 시각적으로 수동 배치(사람의 시력 또는 기계의 시야; 동작 허용가능한 범위 이내에서)시킬 수 있는 정렬 마크(204, 234)가 각각 제공될 수 있다(도 4에 개략적으로 도시되어 있음).
광 컴포넌트(100)는 도파관(210, 230, 250)에 대하여 기판(200) 상에 충분히 정확하게 수동 배치(동작 허용가능한 범위 이내에서)시킬 수 있는, 즉 광 어셈블리의 원하는 기능성을 제공할 수 있도록 개조될 수 있다. 평면 도파관(예를 들면, 도파관(250))의 말단면에 근접하여 기판(200) 상에 배치시키기에 적합한 컴포넌트(100)의 예가 도 5a, 도 5b, 도 5c, 및 도 5d에 도시되어 있다. 광 컴포넌트(100)는, 측벽(108), 수평 부재(101), 및 말단벽 사이에 부분적으로 둘러싸인 포켓 또는 내부 체적을 형성하도록 공간적으로 선택가능하게 가공된 컴포넌트 기판 상에 형성된 것으로 도시되어 있고, 상기 말단벽은 광 컴포넌트(100)를 형성한다. 광 컴포넌트(100)는, 본 예시적인 실시예에서는, 실질적으로 평탄하고 실질적으로 수직인 내면(102) 및 외면(104)을 각각 포함한다. 내부 체적(106)의 타단은 본 예에서는 개방된 상태에 있다. 수평 부재(101)는, 본 예에서는, 광 컴포넌트(100) 및 측벽(108)을 지나서 연장되지만, 반드시 지나서 연장될 필요는 없다.
컴포넌트(100)를 형성하기 위하여 실질적으로 균질인 소재를 사용하면 컴포넌트(100) 내에 실질적으로 균등한 광 특성이 제공되는 반면, 비균질 소재(공간 불연속, 구배, 및/또는 변조 중 한 가지 이상을 가짐)를 사용하면 컴포넌트(100) 내에 상기 소재와 마찬가지로 비균질 특성이 제공된다. 컴포넌트(100), 수평 부재(101), 및 측벽(108)은 기판 소재의 공간-선택 방법에 의하여 형성될 수 있다. 또한, 한 가지 이상의 상이한 소재를 포함하는 오버레이 층을 기판에 인가하고 공간 선택 방법을 거쳐 컴포넌트(100) 및 측벽(108)을 형성할 수 있는데; 이 경우 수평 부재(101)는 기판 소재 및 오버레이 층 소재 중 한 가지 또는 양자 모두를 포함할 수 있다. 광 컴포넌트(100)는 도파관(210, 230, 250) 말단 사이를 지나치게 분리시키지 않으면서 구조 강도를 유지하도록 가능한 얇게 구현될 수 있다. 컴포넌트(100)의 두께는 일반적으로 약 10 ㎛ 내지 약 50 ㎛ 의 범위 내에 들 수 있고, 약 20 ㎛ 내지 약 30 ㎛ 의 범위 내에 드는 경우도 종종 있다. 충분하게 단단한 소재로 제조되고 충분하게 주의를 기울여 취급하는 경우, 보다 얇은 광 컴포넌트가 사용될 수 있다. 특정의 광 기능성을 구현하거나 또는 비수직 입사 형상의 2개의 컴포넌트 표면으로부터의 반사광을 가로로 오프셋하기 위하여 필요하거나 또는 원하는 경우, 보다 두꺼운 광 컴포넌트(100)가 사용될 수 있다(100 ㎛ 이상). 표면(102, 104) 중 하나 또는 양자 모두에는 광 기능성을 제공하기 위하여 광 코팅이 제공될 수 있다. 공간 선택 소재 방법을 사용하여 대응하는 정렬/지지 구조를 도파관 기판(200) 상에 결합시키기 위하여 하나 이상의 정렬 에지 및/또는 수직 및/또는 수평 정렬면을 측벽(108) 및/또는 수평 부재(101) 상에 제공할 수 있고; 컴포넌트(100)를 대응하도록 마크로 표시된 도파관 기판(200) 상에 시각적으로 배치할 수 있도록 하나 이상의 정렬 마크(124)를 제공할 수 있으며; 컴포넌트(100)를 기판(200)에 고정시키기 위하여 하나 이상의 땜납 패드(123)를 제공할 수 있다.
제조 후, 광 컴포넌트(100)가 상측에 위치한 수평 부재(101)를 전도시켜, 기판(200) 상에 위치시킨 다음, 이른바 "플립-칩" 장착법(도 7a, 도 7b, 도 8a, 및 도 8b에 도시되어 있음)을 사용하여 기판에 고정시킨다. 도파관(210, 230, 250)의 말단을 분리시키는 거리를 줄이는 한편(이렇게 하면 존재할 수 있는 회절 말단-커 플링 손실을 다소 완화시킴), 광 컴포넌트(100)를 수용하며 이의 장착/지지부를 기판(200) 상에 고정되도록 하기 위하여, 평면 도파관(예시된 예에서는 도파관(250)) 하나의 적어도 말단부는 기판(200)의 인접 영역으로부터 돌출된 리지를 형성할 수 있으므로, 광 컴포넌트(100)를 기판(200) 상에 플립-칩 장착법으로 장착시킬 때 도파관(250)의 말단부가 포켓(106) 내에 수용되고 광 컴포넌트(100)의 표면(104)은 도파관(250)의 말단면(251)에 근접한다(도 6a 내지 도 6d 참조). 포켓 또는 내부 체적(106)은 일반적인 평면 도파관을 수용하도록 그 높이가 약 10㎛ 내지 수십 ㎛ 이상의 범위 내에 들 수 있고, 평면 도파관을 수용하기에 요구되는 임의의 적합한 폭을 갖도록 제조될 수 있다. 포켓(106)의 폭 및/또는 측벽(108)의 위치/배향은 광 컴포넌트(100)를 도파관(250)에 대하여 원하는 각도(동작 허용가능한 범위 이내; 도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b의 예에 예시된 바와 같음)로 배치할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 컴포넌트(100)를 도파관 사이에 용이하게 장착하는 동안 회절 손실을 줄이기 위하여, 도파관은 광 컴포넌트(100)를 장착할 때 도파관 말단이 각각 대면하는 컴포넌트 표면(102 또는 104)의 약 5 ㎛ 내에 들도록 기판 상에 배치될 수 있다. 도파관 말단과 광 컴포넌트 표면 사이는 본 발명의 상세한 설명 및/또는 특허청구범위를 벗어나지 않는 한 더 크게 분리시킬 수 있다.
도 6a는 컴포넌트(100)에 대하여 실질적으로 수직인 광 컴포넌트의 예를 도시한 도면이며, 도파관의 말단면도 또한 실질적으로 수직이다. 도 6b는 실질적으로 수직 도파관 말단면을 가진 수직이 아닌 광 컴포넌트의 도면이다. 도파관(210, 230, 250)의 말단면은 도파관 사이를 과다하게 분리시키지 않고 수직이 아닌 광 컴포넌트(100)를 근접 배치할 수 있도록 개조될 수 있다. 도 6c/6d, 7a/7b, 및 도 8a/8b의 예에 있어서, 말단면은 경사져 있으므로(즉, 각각의 도파관의 전파 방향과 실질적으로 직교하지 않음) 수직이 아닌 광 컴포넌트(100)가 도파관 각각의 말단면에 더 근접하여 위치될 수 있다.
도파관 말단면, 및 컴포넌트(100)의 임의의 공칭 비반사면에서의 원하지 않는 반사 손실을 줄이기 위하여(도파관 및 광 컴포넌트가 유사한 굴절률을 가짐), 도파관 말단과 광 컴포넌트의 표면 사이에 인덱스 매칭되는 매립 매체를 개재시킬 수 있다. 이것은 조립된 도파관 및 광 컴포넌트를 실질적으로 인덱스 매칭되는 매립 매체, 즉 폴리머 내에 매립함으로써 달성될 수 있다. 폴리머 전구물질 용액 또는 현탁액을 가하여 광 표면 사이의 공간 내로 흐르게 한다. 폴리머가 경화된 후, 도파관 및 광 컴포넌트 및 도파관이 매립된다. 인덱스 매칭되는(또는 "포팅") 매체를 광 컴포넌트의 내면(104)과 광 컴포넌트의 포켓 내에 수용된 도파관의 말단면 사이에 용이하게 흐를 수 있도록 하기 위하여, 측벽(108) 하나 또는 양자 모두, 말단벽 상의 컴포넌트(100) 둘레, 및/또는 컴포넌트 기판(101)을 관통하는 하나 이상의 개구가 제공될 수 있다. 도파관 및 컴포넌트 소재가 실질적으로 상이한 굴절률을 갖는 경우에도, 매립 소재는 원하지 않는 반사 손실(공기 또는 진공에 대한)을 여전히 감소시킬 수 있다.
단지 투과성으로 커플링된 말단-트랜스퍼를 원하는 경우, 본명세서에 기재된 대로 제조된 광 컴포넌트는, 수직이 아닌 입사가 또한 사용될 수 있지만, 수직 또 는 수직에 근접한 입사(도 6a 참조)로 사용될 수 있다. 투과 광 기능성만이 요구되는 광 컴포넌트는, 예를 들면, 어떤 딴 곳으로 향할 필요가 없는 하나 이상의 입사 스펙트럼 컴포넌트를 거절하는 스펙트럼 노치, 쇼트-패스, 롱-패스, 및/또는 밴드패스 필터를 포함할 수 있다. 이러한 기능성은 광 컴포넌트(100)의 표면(102, 104) 중 하나 또는 양자 모두에 한 겹 이상의 광 코팅을 가함으로써 용이하게 제공될 수 있다. 투과성만 가진 광 컴포넌트의 다른 예는 본 발명의 명세서 및/또는 특허청구범위 내에 포함될 수 있다. 컴포넌트(100)에 대하여 수직이 아닌 입사(도 6b/6c/6d, 7a/7b, 및 8a/8b 참조)는 반사 커플링된 말단-트랜스퍼를 포함하는데 요구되는 것이 일반적이다. 상기 컴포넌트는 전술한 여러 가지 스펙트럼 필터형을 예로서 포함할 수 있고, 거부된 스펙트럼 컴포넌트는 특정의 위치로 향해야 한다. 투과성 및 반사성 광 기능성의 다른 예는 본 발명의 명세서 및/또는 특허청구범위 내에 포함될 수 있다.
광 컴포넌트(100)에 의하여 반사, 투과, 및/또는 분산된 원하지 않는 광의 적어도 일부분을 억제하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 도파관(230)으로부터 입사되어 광 컴포넌트(100)로부터 도파관(210) 내로 반사되는 광의 일부는 컴포넌트(100)를 통해 누출될 수 있다. 도파관(230. 250)을 비스듬하게 오정렬함으로써, 수많은 경우에 상기 원하지 않게 투과된 광의 상당량이 도파관(250) 내로 입사될 수 있다. 그러나, 기판(200) 상의 다른 컴포넌트 또는 소자에 도달하는 이러한 누출 광의 양을 줄이는 것이 바람직할 수 있다. 측벽(108)은, 예를 들면, 도파관(230)으로부터 컴포넌트(100)를 통해 투과된 상기 원하지 않는 광(컴포넌트(100)의 동작 파장임)을 흡수하도록 개조될 수 있다. 또한, 도 7c 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 측벽(108)은 기울어지고, 기판(200) 내로 하측방향으로 원하지 않게 투과된 광을 반사, 흡수 또는 기판 표면 상의 컴포넌트로부터 멀리 투과되도록 적절하게 코팅될 수 있다. 따라서 컴포넌트(100)를 통해 도파관(210) 내로 투과시키기 위하여 도파관(250)으로부터 입사되는 광의 컴포넌트(100)로부터 원하지 않게 반사되는 것을 억제하도록 작용할 수 있다. 또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 추가적인 도파관(270)을 기판(200) 상에 배치하여 원하지 않게 투과 또는 반사된 광 신호(도파관(230, 250) 각각으로부터)를 수용할 수 있다. 이러한 "빔 덤프(bean dump)" 도파관은 원하지 않는 광을 기판(200) 상의 감지 컴포넌트로부터 멀리 이송하거나, 또는 원하지 않는 광을 흡수 또는 분산시키기 위하여 임의의 적합한 방식으로 개조될 수 있다. 도 16에 도시된 예시적인 실시예는 4-포트 광 어셈블리를 구현하는데 또한 사용될 수 있고, 도파관(210, 230, 250, 270 중 임의의 개수 또는 모두를 사용하여 컴포넌트(100)에 의하여 반사 및/또는 투과된 광신호를 전송 및/또는 수신할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
반사 커플링된 말단-트랜스퍼는 광 컴포넌트(100) 상의 임의의 적합한 입사각으로 구현될 수 있다. 수많은 광 코팅 및/또는 컴포넌트는 입사각이 변하고, 입각에 따른 파장 및/또는 편광 의존 관계를 가질 수 있는 특성을 나타낸다(수렴 또는 발산 입사빔에 존재하는 입사각의 범위에 의하여 더 복잡해짐). 이러한 의존 관계는 수직 입사에 근접한 최소치에서 입사각이 증가하는 것이 일반적이며, 일부 경우에서는 소정의 광 컴포넌트(100)에 사용될 수 있는 입사각의 상한치를 제공할 수 있다. 사용가능한 입사각의 하한치는 광 어셈블리 내에서 허용될 수 있는 회절도 손실에 의하여 부분적으로 결정될 수 있다. 도 7a 및 도 8a에 있어서, 도파관(210, 230)은 컴포넌트(100)에 접근할 때 융합되는 것으로 도시되어 있다. 기생 광 손실은 도파관의 융합된 부분의 길이가 증가하면서 증가되고, 또한 입사각이 감소하면서 증가된다(즉, 도파관 사이의 분리각의 감소). 임의의 소정 어셈블리에 있어서, 필요로 하는 광 성능(보다 큰 입사각에 의하여 열화될 수 있는)은 도파관의 융합된 부분에 의하여 유도된 광 손실에 대하여 균형을 이룰 수 있다(일반적으로 보다 작은 입사각에 의하여 악화됨). 도파관 기판 상의 기하학적 및 공간적 억제부가 또한 작용할 수 있다. 일반적으로, 일정한 범위의 보정값을 특정의 광 기능성이 광 컴포넌트(100)를 거쳐 결합되는 특정의 광 어셈블리용으로 사용할 수 있다. 대다수 광 어셈블리는 약 45°이하의 입사각(즉, 약 90°이하의 각도를 형성하는 반사적으로 커플링된 도파관)을 가질 수 있고, 약 7°내지 약 18° 인 경우도 종종 있다(즉, 약 15°내지 약 35°의 각도를 형성하는 반사적으로 커플링된 도파관). 그러나, 광 컴포넌트(100) 상의 임의의 적합한 입사각은 본 명세서 및 특허청구범위 내에 포함된다.
얇은 코어(예를 들면, 높이가 약 3 ㎛ 이하, 종종 높이가 1 ㎛인 경우도 있음)를 가진 도파관을 사용하여, 도 15a 내지 도 15c에 도시된 바와 같이, 광 컴포넌트(100) 상의 작은 입사각에서 광 손실을 감소시킬 수 있다. 코어(212, 232) 하나의 존재로 인하여 다른 코어에 기생 광 손실이 발생되고, 상기 기생 손실은 간섭하는 코어의 단면적에 대략 비례한다. 도파관(210, 230)에 의하여 지지된 소정의 광 모드 치수에 대하여, 각각의 코어(212, 232)의 단면적을 감소시킴으로써 다른 코어에 의하여 유도된 하나의 코어로부터의 기생 광 손실 레벨이 감소된다. 도파관 사이의 소정 각도에 대하여, 얇은 도파관 코어(도 15c의 단면도 참조)를 사용함으로써 보다 두꺼운 도파관 코어(도 15b의 단면도 참조)에 대한 기생 광 손실이 감소된다. 예를 들면, 20°로 분리된 도파관에 대하여, 높이 및 폭이 약 6-7 ㎛인 코어는 약 0.8 dB 이상의 광 손실을 나타낼 수 있다. 반대로, 동일한 각도로 분리된 도파관에 대하여, 높이가 약 0.5 ㎛ 및 폭이 약 5 ㎛인 얇은 코어는 단지 약 0.2dB 정도의 광 손실을 나타낼 수 있다. 또한, 코어 사이의 예각을 클래딩 소재로 보다 완전하고 보다 균일하게 충전하면 얇은 코어의 두꺼운 코어에 대한 광 손실을 더 감소시킬 수 있다(클래딩 소재를 다시 흐르게 하기 위하여 고온 또는 추가적인 방법을 실행할 필요없이).
도 9에는 광 컴포넌트(100)에 의하여 제공된 복수의 기능성의 예가 도시되어 있다. 상기 예에서, 컴포넌트(100)는 평면 도파관(210)으로부터 입사된 광신호(입사 광빔(10))의 제1 스펙트럼 성분(λ1에 근접)을 평면 도파관(230)(반사된 광빔(30))으로 향하게 하고, 평면 도파관(210)으로부터 입사된 광신호의 제2 스펙트럼 성분(λ2에 근접)을 평면 도파관(250)으로 투과시키는 스펙트럼 필터로서 작용할 수 있다. 표면(102)에는 제1 스펙트럼 성분(λ1에 근접)을 실질적으로 반사하는 한편 제2 스펙트럼 성분(λ2에 근접)을 실질적으로 투과시키는 적합한 스펙트럼 선택 반사 코팅이 제공될 수 있으므로, 스펙트럼 필터 기능성이 제공된다. 표면(104)에는 필요하거나 또는 원하는 경우, 적합한 반사 방지 코팅(λ2에 근접)이 제공될 수 있다. 또한, 표면(102, 104)에는 도파관(210, 230) 사이 및 도파관(210, 250) 사이의 말단-커플링을 향상시키도록 만곡부(도 9의 수평 치수로 도시된 바와 같은 한 가지 또는 양자 모두의 치수)가 제공될 수 있다. 도 9의 예시적인 실시예에 있어서, 표면(102)은 오목한 면으로 도시되어 있다. 표면(102)의 만곡부는 입사 광빔(10)을 수용하고 발산 및 수렴 각도가 감소된 반사 광빔(30)을 생성하도록 하여 도파관(210, 230) 사이의 말단-커플링을 향상시키는 포커싱 미러로서 작용하도록 설계될 수 있다. 만곡면(102)은 실질적으로 모드 매치 도파관(210, 230)으로 설계될 수 있다. 표면(104)의 만곡부는, 만곡면(102, 104)을 가진 컴포넌트(100)가 입사 광빔(10)을 수용하고 발산 및 수렴 각도가 감소된 투과 광빔(50)을 생성하도록 하여 도파관(210, 250) 사이의 말단-커플링을 향상시키는 포커싱 미러(본 예에서는 메니스커스 렌즈)로서 작용하도록 설계될 수 있다. 만곡면(102, 104)은 실질적으로 모드 매치 도파관(210, 250)으로 설계될 수 있다. 만곡면(102, 104) 외에, 컴포넌트(100)는 투과된 광빔(50)을 집속하는 인덱스-구배 소재를 포함할 수 있다. 반사된 광빔(30)이 표면(102) 대신에 표면(102)으로부터 반사되는 경우, 만곡면 양자 모두 및 존재하는 임의의 인덱스 구배는 도파관(210, 230) 사이의 모드 매칭에 영향을 미치게 된다.
특정의 광 기능성이 독자적으로나 또는 여러 가지가 결합된 많은 다른 예가 본 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위를 벗어나지 않는 한 광 컴포넌트(100)에 의하여 제공될 수 있다. 이러한 기능성은 컴포넌트(100) 및/또는 이의 표면(102, 104) 하나 또는 양자 모두를 적절하게 개조함으로써 제공될 수 있다. 상기 기능성의 예는, 한정되는 것은 아니지만, 스펙트럼 필터링, 스펙트럼 세퍼레이션, 스펙트럼 디스퍼션(공간적 및/또는 시간적), 스펙트럼 매니풀레이션(진폭 및/또는 위상), 공간 매니풀레이션(진폭 및/또는 위상), 어테뉴에이션, 포커싱, 디-포커싱. 콜리메이팅, 모드 매칭, 폴라리제이션 설랙션(선형 및/또는 원형), 폴라리제이션 리타데이션(선형 및/또는 원형), 폴라리제이션 매니풀레이션, 옵티컬 아이솔레이션, 애퍼처링, 비그네팅, 빔 스플리팅, 빔 컴바이닝, 멀티플렉싱, 디-멀티플렉싱, 바이-다이랙셔널 리시빙/트랜스미팅 등을 포함할 수 있다.
도 10a 및 도 10b에는 예시적인 광 어셈블리가 도시되어 있으며, 광 어셈블리 각각은 2방향 광 트랜시버로서 기능하도록 배치되어 있다. 평면 도파관(410, 430, 450, 460, 470)이 트랜시버 기판(400) 상에 제공된다. 2개의 유입되는 파장-다중 광신호(λ1 및 λ2에 각각 근접하여 중심을 이룸)는 도파관(410)에 말단-커플링된 광섬유(490)로부터 2방향 트랜시버로 들어간다. 광섬유(490)는 광섬유를 도파관(410)에 대하여 배치하도록 기판(400) 상의 V자형 그루브(491) 내에 수용된다. 도파관(410) 및 광섬유(490)는 트랜스버스-트랜스퍼(미합중국 특허출원 제2003/0081902호 참조) 및 말단-트랜스퍼를 포함하여, 임의의 적합한 방식으로 이들 사이에 광 파워를 전달하도록 개조될 수 있다. 일반적으로, 유입되는 광신호는 공지되지 않고 변하는 편광 상태로 광섬유(490)의 말단에 도달한다. 모듈형 레이저 소스(480)(λ3 에 근접하여 중심을 이룬 광 출력)가 도파관(470)에 커플링된 상태로 도시되어 있다. 레이저 소스(480)의 출력은 말단-트랜스퍼 또는 트랜스버스-트랜스퍼를 포함하여, 임의의 적합한 방식으로 도파관(470) 내로 전달될 수 있다. 지지/정렬 구조 및/또는 정렬 마킹(도 10a 및 도 10b에는 도시되지 않음)이 레이저 소스(480)를 도파관(470)에 대하여 기판(400) 상에 배치 및 고정시키기 위하여 제공될 수 있다.
전술한 바의 제1 스펙트럼 필터(412)는 도파관(410)과 도파관(450) 사이에 위치한다. 도 10a에서, 필터(412)는 제1 유입 광신호(λ1)를 실질적으로 반사하는 한편 제2 유입 광신호(λ2) 및 레이저 출력 신호(λ2) 실질적으로 투과시키도록 설계될 수 있다. 도파관(430)은 반사된 제1 유입 광신호를 수신하고 제1 전기 출력 신호로 변환시키기 위하여 상기 신호를 광검출기(436)에 전달하도록 위치될 수 있다. 제2 및 제3 스펙트럼 필터(432. 434)는, 제2 유입 광신호(λ2)는 반사하는 한편 제1 유입 광신호(λ1)는 실질적으로 투과시킴으로써 광검출기(436)가 스펙트럼 필터(412)로부터의 제2 유입 광신호(λ2)가 원하지 않게 반사되지 않도록 실질적으로 격리되도록 도파관(430)의 갭 내에 제공될 수 있다. 적합한 성능 특성(대역폭, 파장 응답, 등)을 갖는 임의의 광검출기가 사용될 수 있다. 제4 스펙트럼 필터(452)가 도파관(450)과 도파관(470) 사이에 제공되어, 제2 유입 광신호(λ2)는 실질적으로 반사하는 한편 레이저 출력 신호(λ2)는 실질적으로 투과시키도록 설계될 수 있다. 도파관(460)은 반사된 제2 유입 광신호를 수신하여 제2 전기 출력 신호로 변환시키기 위하여 상기 신호를 광검출기에 전달하도록 위치될 수 있다. 광검출기(466)를 다른 광신호(λ1 및/또는 λ2)와 실질적으로 격리시키기 위하여, 필요하거나 원하는 경우, 추가의 스펙트럼 필터가 도파관(460)을 따라 제공될 수 있다. 적합한 성능 특성(대역 i, 파장 응답, 등)을 갖는 임의의 광검출기가 사용될 수 있다. 레이저 출력은 도파관(470)을 따라 스펙트럼 필터(452)를 통과하고 도파관(450)을 따라 스펙트럼 필터(412)를 통과하며 도파관(410)을 따라 광섬유(490) 내로 전달된다. 일부 경우에서, 출력 광신호는 트랜시버 상의 다른 컴포넌트 또는 소자에 영향을 주는 방향으로 반사되지 않기 때문에, 스펙트럼 필터(412)로부터 원하지 않게 반사되는 경우가 거의 발생하지 않는다(출력 신호의 전체적인 감쇠 외에는). 필터(412, 452)를, 필요하거나 또는 원하는 경우, 출력 광신호의 원하지 않는 반사를 흡수 또는 방향 전환시키기 위하여(전술한 바와 같이) 개조하거나, 또는 상기 원하지 않은 반사광을 수신하도록 추가의 도파관을 기판(400) 상에 제공할 수 있다(전술한 바와 같이).
도 10b에서, 필터(412)는 제1 유입 광신호(λ1)는 실질적으로 투과시키는 한편 제2 유입 광신호(λ2) 및 레이저 출력 신호(λ3)는 실질적으로 반사하도록 설계될 수 있다. 도파관(450)은 투과된 제1 유입 광신호를 수신하여 제1 전기 출력 신호로 변환시키기 위하여 상기 신호를 광검출기(436)에 전달하도록 위치될 수 있다. 제2 및 제3 스펙트럼 필터(452, 454)를 도파관(450)의 갭 내에 제공하여 제2 유입 광신호(λ2) 및 아마도 출력 광신호(λ3)도 또한 반사하는 한편, 제1 유입 광신호(λ1)는 실질적으로 투과시킴으로써 광검출기(436)를 스펙트럼 필터(412)를 통해 다른 광신호(λ2 및/또는 λ3)가 임의로 원하지 않게 투과되지 않도록 실질적으로 격리시킬 수 있다. 적합한 성능 특징(대역폭, 파장 응답, 등)을 갖는 광검출기 사용될 수 있다. 제4 스펙트럼 필터(432)가 도파관(430)과 도파관(460) 사이에 제공되고, 제2 유입 광신호(λ2)는 실질적으로 투과시키는 한편 레이저 출력 신호(λ3)는 실질적으로 반사시키도록 설계될 수 있다. 도파관(460)은 제2 유입 광신호(λ2)를 제2 전기 출력 신호로 변환시키기 위하여 광검출기(466)에 전달한다. 광검출기(466)를 다른 광신호(λ1 및/또는 λ3)로부터 실질적으로 격리시키기 위하여, 필요하거나 또는 원하는 경우, 추가의 스펙트럼 필터가 도파관(460) 사이에 제공될 수 있다. 적합한 성능 특성(대역폭, 파장 응답, 등)을 갖는 임의의 광검출기가 사용될 수 있다. 레이저 출력 신호(λ3)는 도파관(470)을 따라 전달되고, 스펙트럼 필터(412)로부터 반사되며, 도파관(410)을 따라 광섬유(410) 내로 전달된다. 필터(412, 432)는, 필요하거나 또는 원하는 경우, 출력 광신호의 원하지 않은 투과를 흡수 또는 방향 전환시키기 위하여 개조될 수 있고(전술한 바와 같이), 또는 상기 원하지 않은 투과광을 수신하도록 추가의 도파관을 기판(400) 상에 제공할 수 있다(전술한 바와 같이).
도 10a 및 도 10b의 구성 및 그 변조예는, 레이저 및/또는 광검출기를 위해 필요한 레벨 격리, 낮은 유입 신호 레벨, 검출 효율, 레이저 출력 파워, 소자 치수 억제, 등과 같은 다양한 요소에 좌우될 수 있다. 이들 실시예는 본 발명의 상세한 설명 및/또는 특허청구범위를 벗어나지 않는 한 평면 도파관 및 광 컴포넌트를 사용하여 구현될 수 있는 멀티-컴포넌트 광 소자에 대한 여러 가지 예 중 단지 2가지에 불과하다.
스펙트럼 필터(412, 432, 434, 452, 454)에 사용된 코팅의 스펙트럼 반사/투과 특징은 일반적으로 입사각에 따라 변하며, 입사각이 0°(즉, 수직 입사)로부터 증가할 때 S 및 P 입사 편광이 상이한 것이 일반적이다. 유입 광신호는 일반적으로 명확하지만 알 수 없는 편광 상태로 광섬유(490)를 통해 도달하고, 이들 편광 상태는 시간에 따라 알 수 없는 방식으로 변할 수 있다(유입 신호는 아마도 상이한 시간에 광통신 시스템을 통과하는 상이한 경로를 횡단한다). 이러한 스펙트럼 필터(412, 432, 434, 452, 454) 성능의 편광 변화의 효과는 충분히 작은 입사각을 선택함으로써 동작 허용가능한 레벨 이하로 유지될 수 있다. "충분히 작은"이라는 의미는 일반적으로 특정 소자에 대한 특정 성능 요구 조건에 좌우된다는 의미이다. 예를 들면, 넓게 분리된 파장(λ1, λ2, λ3)은 보다 근접하여 이격된 파장보다 입사각이 더 광범위할 수 있다. 도파관 및 스펙트럼 필터를 기하학적으로 배치하면 일반적으로 최소의 입사각이 제공된다. 예시적인 실시예에 있어서, 스펙트럼 필터(432, 434)(도 10a) 또는 스펙트럼 필터(452, 454)(도 10b)는, 이들이 반사 파장만 거부하는 것이 필요하기 때문에, 수직 입사에 근접하여 배치될 수 있다(편광 의존 성능을 실질적으로 감소시킴). 스펙트럼 필터(412, 452)(도 10a) 또는 스펙트럼 필터(412, 432)(도 10b)는, 반사 파장이 다른 도파관으로 지향되어야 하기 때문에, 수직을 벗어난 입사를 필요로 하는 것이 일반적이다. 상기 수직을 벗어난 스펙트럼 필터에 대한 입사각은 일반적으로, 편광-의존 성능 변화를 동작 허용가능한 범위 내에 유지하기에 충분하도록 작고 도파관의 적합한 외형을 수용하기에 충분히 크도록 선택될 수 있다. 예시된 실기예에는 약 10°의 입사각이 도시되어 있고(반사 커플링된 도파관 사이에는 약 20°), 이러한 유형의 2방향 어셈블리의 반사 커플링된 도파관 사이의 각도는 약 15°내지 약 35°사이의 범위인 것이 일반적이다. 입시각에 대한 특정의 상한치 및 하한치는 본 명세서의 상세한 설명 및/또는 특허청구범위를 벗어나지 않는 한 일반적으로 특정의 소자의 상세한 성능 사양에 따라 변한다.
도 10a 및 도 10b의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 필터(432, 434)는 공통의 컴포넌트 기판 상에 형성된다. 포켓 또는 내부 체적은 전술한 바와 같이 2개의 측벽, 2개의 말단벽, 및 수평 부재 사이에 부분적으로 둘러싸여 형성된다. 각각의 말단벽은 기재된 바와 같이 투과/반사 광 컴포넌트로서 작용할 수 있고, 포켓은 도파관 세그멘트를 내부에 수용할 수 있다. 따라서, 둘러싸인 도파관 세그멘트는 각각의 말단에서 말단벽을 통해 포켓 외측의 2개의 다른 도파관에 투과가능하게 커플링될 수 있다. 상기 2개의 컴포넌트 기판(수평 부재(101) 상의 컴포넌트(100a, 100b)) 및 여기에 둘러싸인 도파관 세그멘트(310)는, 필요하거나 또는 원하는 경우,수직 및 비수직 입사를 위해 개조될 수 있다(도 11a 및 도 11b 참조). 도파관(310)의 말단과 컴포넌트(100a, 100b)의 내면 사이에 매립 매체를 사용하는 경우, 하나 이상의 개구가 측벽 하나 또는 양자 모두, 광 컴포넌트 둘레의 말단벽 하나 또는 양자 모두 및/또는 수평 부재(101)를 관통하여 제공될 수 있다.
다양한 소재 및 제조 기술을 사용하여 광 컴포넌트(100), 내부 체적(106), 측벽(108), 및 다른 구조를 수평 부재(101) 상에 형성할 수 있다. 광 컴포넌트(100)에 사용하기 위한 원하는 파장 범위에 따라, 상이한 소재를 사용할 수 있다. 적합한 소재로는, 한정되는 것은 아니지만, 반도체(한정되는 것은 아니지만, GaAs, InP, 다른 III-V 반도체, 및/또는 반도체 합금 및/또는 산화물), 결정 소재, 실리카 또는 실리카계 소재, 다른 유리, 폴리머, 및 개시되지는 않았지만 본 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위 내에 포함되는 무수히 많은 다른 예를 포함할 수 있다. 한 가지 소재를 수평 부재(101) 및 광 컴포넌트(100) 양자 모두용으로 사용할 수 있고, 또는 한 가지 소재를 수평 부재용으로 사용하고 다른 한 가지 소재를 그 위에 중첩시켜 광 컴포넌트(100)를 형성할 수 있다.
복수의 광 컴포넌트를 공통 웨이퍼 상에 동시에 제조하기 위하여 웨이퍼 스케일 상에 공간-선택 방법을 사용할 수 있다. 광 컴포넌트(100)는 수평 부재로부터 돌출하고, 표면(102) 및/또는 표면(104)은 실질적으로 평면인 웨이퍼의 표면과 실질적으로 직각을 이룰 수 있다(도 12a/12b/12c; 일부 경우에는 직각이 아닌 표면이 허용가능하거나 또는 바람직함). 수평 부재(101) 및 임의의 수평 지지/정렬면은 평면 기판 웨이퍼에 의하여 형성되는 한편, 실질적으로 수직인 정렬 및/또는 광 표면은 공간 선택 방법 단계에 의하여 형성된다. 표면(102, 104)의 품질은 이들을 형성하는데 사용된 공간 선택 단계의 성질에 의하여 결정된다. 여러 가지 표면 품질은 사용된 특정 기술 및 실행되는 정밀한 방식에 따라 얻어질 수 있다. 표면(102, 104)을 형성하는 일부 예시적인 방법 기술은, 한정되는 것은 아니지만, 건식 에칭 방법(반응성 이온 에칭), 이방성 습식 에칭 방법(특정의 결정학적으로 형성된 표면에 제한), 클리빙(cleaving)(결정학적으로 형성된 쪼개진 면; 기판 웨이퍼가 컴포넌트(100)를 따라 쪼개지기 때문에 표면(102)에 적용가능함), 및/또는 정밀한 톱 또는 다른 기계식 커팅 공구를 사용하는 커팅을 포함할 수 있다.
이들 "수직"인 표면(102 및/또는 104)에 인가된 광 코팅은 일부 경우에서는 웨이퍼 스케일 상에 인가될 수 있다(도 12a 및 도 12b 참조). 이른바 등각 증착 기술을 사용하여, 예를 들면, 실질적으로 균등한 두께 층을 가진 수평 및 수직 표면 양자 모두를 코팅할 수 있다. 도 12a에는, 상기와 같은 방식으로 코팅이 표면(102, 104) 양자 모두에 제공되고(2개의 표면에 대하여 동일하거나 또는 상이한 코팅), 다음에 웨이퍼를 개별 컴포넌트로 분할한다. 웨이퍼-스케일 기판을 먼저 스트립 또는 "바"로 커팅하는 경우, 수직면(102. 104) 상에 넓은 어레이의 코팅 및 코팅 기술을 제공할 수 있고, 상기 바 각각은 일렬로 된 복수의 컴포넌트를 갖는다(도 12b 및 도 12c 참조). 도 12b에는, 웨이퍼를 바로 분할하기 전에 등각 코팅을 표면(104) 웨이퍼 스케일 상에 인가한다. 바로 분할된 후, 바는 표면(102)이 코팅 쳄버 또는 다른 소재 증착 장치에 대하여 "수평"이 되도록 약 90°플립될 수 있다. 바는, 바의 표면(102) 상에 원하는 코팅을 증착한 후에 개별 컴포넌트로 분할될 수 있다. 도 12c에는, 웨이퍼는 임의의 코팅을 증착하기 전에 바로 분할된다. 바로 분할된 후, 바는 약 90° 플립되고, 원하는 코팅은 표면(102 또는 104) 중 하나에 인가될 수 있다. 다음에, 바는 약 180°플립되고 원하는 코팅(동일한 코팅 또는 상이한 코팅)이 표면(102 또는 104) 중 다른 하나에 인가될 수 있다. 코팅이 인가된 후, 바는 개별 컴포넌트로 분할될 수 있다.
도 5a/5b/5c/5d 및 도 6a/6b/6c/6d에 도시된 예시적인 실시예는 한 종류의 실질적으로 균질인 기판 소재로 형성된 광 컴포넌트(100), 측벽(108), 및 수평 부재(101)를 가질 수 있다. 적합한 소재는 실리콘, InP 및/또는 III-V 반도체, 다른 적합한 반도체, 반도체 산화물 및/또는 합금, 및/또는 다른 적합한 소재를 포함할 수 있다. 또한, 컴포넌트(100) 및 측벽(108)은 기판(91) 상의 오버레이 층(90)(도 12a/12b/12c 참조), 예를 들면, 실리콘 기판 상의 실리카 또는 실리카계 오버레이층으로 형성될 수 있다(다른 오버레이 층/기판 결합체가 사용될 수 있음). 오버레이 층(90)은 하나의 실질적으로 균질인 층을 포함하여 실질적으로 균질인 컴포넌트(100)로 되거나, 또는 상이한 소재로 된 여러 층을 포함하여 컴포넌트(100)의 광 특성이 수직 불연속, 구배, 또는 변조될 수 있다. 도 12a/12b/12c에는 예시적인 방법도가 도시되어 있다. 층(90) 또는 기판(91)을 공간 선택 에칭(오버레이 층이 존재하지 않는 경우)하여 포켓(106), 측벽(108)의 내면, 및 광 컴포넌트(100)의 표면을 형성할 수 있다. 땜납 패드 등과 같은 다른 요소 외에, 추가적인 정렬/지지 구조(존재하는 경우; 도 5a/5b/5c 및 도 6a/6b/6c/6d에는 도시되어 있지 않음) 및/또는 정렬 마크(124)가 원하는 경우 또한 제공될 수 있다(포켓(106)과 동시에 또는 순차적으로). 표면(102)은 공간-선택 에칭(포켓(106) 및/또는 지지 구조 및/또는 정렬 마크(124) 형성과 동시에 또는 순차적으로)에 의하여 형성될 수 있고, 또는 표면(102)은 리플로 또는 어닐링 단계 또는 다른 적합한 평활 단계(예를 들면, 습식 에칭 단계)에 이은 정밀한 톱으로 커팅하여 제공될 수 있으며, 또는 표면(102)은 웨이퍼(컴포넌트(100) 및 수평 부재(101)를 포함)를 바(92)로 정밀하게 쪼개어서 형성될 수 있다. 사용된 공간 선택 에칭 단계 및/또는 톱 커팅은 실질적으로 평탄한, 실질적으로 수직인 표면(102. 104)(동작 허용가능한 공차 범위 이내)을 제공하는 방식으로 실행될 수 있다. 반도체 결정면에 제한된 에칭 또는 클리빙은 기판 웨이퍼를 배향시킴으로써 가능해진 정확도로 배향된 표면을 제공한다.
형성될 광 컴포넌트의 성질에 따라, 표면(102, 104)은 어느 경우이건 동작 허용가능한 공차 범위 이내에서 실질적으로 평행하거나, 또는 설계된 웨지 각도가 이들 표면 사이에 제공되도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 웨지 각도는 에칭, 클리빙, 및/또는 톱 커팅 방법 단계를 적합하게 공간 제어함으로써 수평 치수에 의하여 제공될 수 있다. 수직 치수의 웨지 각도는 원하는 웨지 각도를 형성하기 위하여 에칭, 클리빙, 및/또는 톱 커팅 방법 단계에 의하여 달성될 수 있다. 전술한 제조 예에는 에칭이 개시되어 있지만, 다른 공간-선택 소재 제거 기술, 공간-선택 소재 증착 기술, 또는 공간-선택 소재 증착 및 제거 기술의 컴비네이션을 또한 사용하여 광 컴포넌트(100)를 형성할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 컴포넌트(100)의 광 특성의 임의의 원하는 수평 변화는 내부 체적(106)의 말단벽의 적합한 공간-선택 방법에 의하여 제공될 수 있다.
일단 표면(102, 104)이 형성, 즉 광 컴포넌트(100)용 "블랭크"가 형성되면, 전술한 바와 같이 코팅을 표면(102/104) 중 하나 또는 양자 모두에 인가할 수 있다. 이들 코팅은 원하는 기능성을 제공하기 위한 임의의 적합한 유형이거나, 또는 이러한 코팅을 제공하기 위하여 임의의 적합한 방법에 의하여 제공될 수 있다. 예를 들면, 광 컴포넌트(100)는 이색성 빔스플리터 또는 빔 컴바이너(즉, 하나 이상의 디자인 파장 또는 파장 밴드에서 실질적으로 반사성, 하나 이상의 파장 또는 파장 밴드에서 실질적으로 투과성; 또한 스펙트럼 필터라고도 함)를 포함할 수 있다. 원하는 투과 및 반사의 스펙트럼 및 편광 특징은 광범위하게 변할 수 있고, 본 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위를 벗어나지 않는 한 컴포넌트(100)의 원하는 용도 및 이에 대한 사양, 디자인, 및 코팅을 제공하는 제조 능력, 디자인 파장 또는 파장 밴드의 분리, 입사각 및 입사 광신호의 편광 특징, 및 다른 관련 파라미터에 의하여 결정될 수 있다. 상기 필터 코팅은 표면(102, 104) 어느 하나에 인가될 수 있다. 필요하거나 또는 원하는 경우, 적합한 반사 방지 코팅을 표면 상에 제공함으로써 다른 표면으로부터의 추가적인 반사는 억제될 수 있다. 원하지 않는 반사는 표면(102)과 표면(104) 사이에 웨지각을 제공하여 방향을 변경시키거나, 또는 컴포넌트(100)에 수직이 아닌 입사 형상(예를 들면, 입사각 10°내지 15°에서 두께 약 100 ㎛의 컴포넌트(100)는 원하지 않는 반사가 도파관 내로 백-커플링되는 것을 충분하게 억제할 수 있다)으로 충분한 두께를 제공하여 가로로 변위시킬 수 있다. 컴포넌트(100) 및 도파관이 유사한 인덱스(예를 들면, 실리카계 도파관 및 컴포넌트에 대하여 약 1.4-1.5)를 갖는 경우, 컴포넌트, 및 도파관의 말단면에 인 덱스-매칭 매체로 매립하면 반사 방지 코팅, 웨지각, 및/또는 두꺼운 오프-세팅 컴포넌트에 대한 필요성이 생략될 수 있다. 컴포넌트(100) 및 도파관은 굴절률이 실질적으로 상이하며(예를 들면, 실리카계 도파관에 대하여는 1.4-1.5 및 반도체계 컴포넌트에 대하여는 2.9-3,4), 이로써 매립 매체의 사용 여부에 상관없이 컴포넌트(100)로부터의 원하지 않는 반사를 충분하게 억제시키도록 하나 이상의 반사 방지 코팅, 웨지각, 및/또는 두꺼운 컴포넌트가 요구될 수 있다.
전술한 바와 같이, 코팅은 웨이퍼 스케일 방법 도중에 등각 증착 기술을 사용하여 표면(102. 104) 상에 제공될 수 있거나, 또는 웨이퍼는 일렬로 된 컴포넌트를 가진 바로 분할되어 넓은 어레이의 코팅 기술을 사용하여 코팅될 수 있다. 도시된 광 컴포넌트의 일부 실시예는 평행이 아닌 측벽(108)을 가진 포켓(106)(즉, 포켓(106)은 개방 말단으로부터 광 컴포넌트 쪽으로 좁아짐)을 포함한다. 이것은 광 컴포넌트를 포켓(106)을 가진 도파관에 대하여 원하는 입사각으로 배치가능한 것으로 개시되어 있다. 포켓을 넓히게 되면 광 코팅을 광 컴포넌트(100)의 내면(104)에 용이하게 인가할 수 있다. 또한, 이중 컴포넌트 기판에서는(도 11a/11b 참조), 컴포넌트(100a, 100b) 하나 또는 양자 모두의 내면에 인가된 임의의 코팅 대부분은 웨이퍼-스케일 방법 도중에 용이하게 인가될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이 경우 웨이퍼를 바로 분할하는 것은 코팅을 인가하기 위하여 컴포넌트의 내면에 용이하게 접근할 수 없다.
웨이퍼와 실질적으로 직각을 이루는 광 컴포넌트(100)를 제조하기 위한 도 12a/12b/12c의 공간-선택 방법 단계는 공통 웨이퍼 상에 여러 개의 컴포넌트를 동 시에 제조(웨이퍼당 수십, 수백 또는 수천개의 컴포넌트)하도록 웨이퍼 스케일 상에 구현될 수 있다. 이와 같이 하여 스케일의 상당한 경제성이 실현될 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 제조 단계는 웨이퍼 스케일 상에 구현하는데 적합하지 않을 수 있지만, 개별 컴포넌트를 조작하지 않고 복수의 소자에 대하여 동시에 실행될 수 있다. 예를 들면, 광 코팅을 표면(102 또는 104)(웨이퍼면과 실질적으로 직교함) 상에 제공하는 일부 방법 단계는, 특히 원하는 코팅이 복수의 코팅 층을 포함하는 경우, 웨이퍼 상에 실행하는 것이 복잡할 수 있다. 표면은 보다 용이하거나 보다 복잡하게 코팅되거나, 또는 코팅하려는 표면이 코팅 장치의 증착 방향과 실질적으로 직교하도록 배향되는 경우, 정밀한 멀티-층 코팅이 보다 용이하게 인가될 수 있다. 치수가 한 가지인 웨이퍼를 초기에 쪼개거나 분할(웨이퍼-스케일 방법 단계 후)시키면 일렬로 된 컴포넌트를 각각 가진 웨이퍼 바 또는 스트립이 생성된다. 코팅하려는 표면이 바의 기다란 축과 실질적으로 평행하게 되도록 초기에 분할될 수 있다. 다음에, 광 코팅이 개별 컴포넌트를 취급하지 않고 각각의 바 상의 복수의 컴포넌트와 동시에 표면(102 및/또는 104)에 원하는 대로 인가될 수 있다. 공통의 코팅 장치와 동시에 복수의 바를 코팅할 수 있다. 일단 코팅이 인가되고 나면, 바는 개별 컴포넌트를 생성하도록 더 분할될 수 있다.
전술한 바와 같이, 컴포넌트(100)에 보다 일반적인 광 기능성을 제공하도록 방법 단계(도 12a/12b/12c 참조) 도중에 다양한 기술이 사용될 수 있다. 광범위한 유형의 멀티-층, 구배, 또는 변조 소재(초격자 소재, 양자 웰 소재, 도핑 소재, 인덱스 구배 소재, 등)를 사용하여 컴포넌트(100)의 수직 불연속, 구배, 및/또는 광 특징의 변조를 제공할 수 있다. 상기 소재는 실질적으로 균일한 세트의 층으로 형성될 수 있고, 공간-선택 에칭 또는 다른 소재 공간-선택 제거를 광 컴포넌트(100)를 형성하는데 사용된다. 상이한 소재를 공간-선택 증착하는 단계를 사용하여 광 컴포넌트(100)를 형성할 수 있다. 어느 경우이건, 웨이퍼-스케일 방법을 사용하여 수많은 컴포넌트를 동시에 제조할 수 있다. 공간-선택 소재 방법을 사용하여 수평 불연속, 구배, 및/또는 광 컴포넌트의 변조을 제공하거나, 또는 웨이퍼 스케일 상에서 여러 개의 컴포넌트에 대하여 동시에 구현될 수 있다. 표면(102 및/또는 104)(표면 그레이팅 포함)에 인가된 코팅의 공간 불연속, 구배, 및/또는 변조는 임의의 적합한 공간 선택 코팅 및/또는 방법 기술을 사용하여 제공될 수 있고, 상기 기술은 공통의 바 상에서 복수의 컴포넌트에 대하여 동시에 구현될 수 있다. 방법 단계의 공간 제어에 의하여 표면(102, 104)의 수평 배향을 제어하는데 대하여 후술한다. 유사한 방식으로, 방법 단계의 공간 제어를 사용하여 표면(102, 104) 하나 또는 양자 모두에 대하여 곡선 및/또는 깎여진 수평 프로파일을 제공할 수 있다. 상기 표면 프로파일은 수직 치수로 제공될 뿐만 아니라 공간 선택 방법을 적절하게 변형시키 제공될 수 있다. 예를 들면, 이러한 수직 표면 프로파일을 제공하기 위하여 멀티-단계 및/또는 그레이-스케일 리소그래피가 사용될 수 있다. 본 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위를 벗어나지 않는 한 상기 방법 단계 및 임의의 적합한 방법 단계 및/또는 이들의 개조 중 한 가지 이상을 사용하여 원하는 광 기능성을 가진 광 컴포넌트(100)를 제공할 수 있다.
공통 웨이퍼 상에 복수의 광 컴포넌트를 제조하기 위하여 웨이퍼-스케일 공 간-선택 방법이 사용될 수 있고, 여기서 각각의 광 컴포넌트(100) 및 이의 표면(102, 104)은 실질적으로 평면인 웨이퍼면과 실질적으로 평행이다(도 13a/13b 참조; "수직" 광 컴포넌트 말단벽은 기판 웨이퍼와 평행으로 위치한다). 공간 선택 방법 실행 도중의 상기 배치는 이들 표면의 광 품질을 향상시키고, 임의의 원하는 정밀도 및/또는 복잡함으로 광 코팅을 표면(102 및/또는 104) 상에 웨이퍼-스케일 인가할 수 있다. 예시적인 방법 단계에 있어서(도 13a/13b 참조), 실질적으로 평면인 실리콘 웨이퍼(500)에 내부 체적(106)(및 광 컴포넌트(100))의 말단벽을 최종적으로 형성하는 실질적으로 균일한 오버레이 층(502)을 먼저 제공한다. 오버레이 층(502)은, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼(500) 상의 실리카, 실리콘 질화물, 또는 실리콘 수산기질화물을 포함할 수 있다. InP 또는 다른 적합한 III-V 반도체 또는 합금이 기판(500)으로서 동등하게 사용될 수 있고, InP 또는 다른 III-V 또는 합금 또는 이들의 산화물은 오버레이 층(502)으로서 사용될 수 있다. 다른 실질적으로 균질의 오버레이 층이 본 명세서의 상세한 설명 및/또는 특허청구범위를 벗어나지 않는 한 임의의 적합한 웨이퍼 소재 상에 사용될 수 있다. 대신에, 오버레이 층(502)은 광 기능성을 제공하는 멀티-층 소재를 포함할 수 있다(소재는 컴포넌트(100) 내의 최종적인 광 전파 방향을 따라 변화함). 오버레이 층은 패터닝 및 에칭되어, 웨이퍼(500)의 노출 영역에 의하여 둘러싸인 포켓(106)의 말단벽으로서 작용하는 광 컴포넌트 층(504)이 남게 된다. 광 컴포넌트(100)의 광 특징을 가로로 변형시키기를 원하는 경우, 영역(504)을 적합한 공간-선택 방법을 사용하여 이를 제공할 수 있다. 표면(102)을 만곡시키려고 하는 경우, 만곡면은 영역(504)(치수 한 가지 또는 양자 모두)의 표면 프로파일을 변경시키는 그레이-스케일 리소그래피법 또는 다른 유사한 기술을 사용하여 제공될 수 있다.
웨이퍼(500)는 컴포넌트 층(504)에 인접하여 관통하는 통로(506)를 형성하도록 처리될 수 있다. 웨이퍼(500)는 컴포넌트 층(504)의 중앙부 후방으로부터 기판 소재를 제거하도록 다른 측면으로부터 플립되어 처리된다. 에칭에 적합한 소재를 사용하여 영역(504)의 후측 중앙부(광 컴포넌트(100)의 표면(104)으로 되는)로부터 웨이퍼 소재를 완전하게 제거하는 한편, 컴포넌트 층(504)의 후측에는 적절하게 높은 광 품질을 가진 표면이 남게 된다. 필요하거나 또는 원하는 경우, 어닐링 또는 평활화 공정이 사용될 수 있다. 만곡면(104)을 필요로 하는 경우, 컴포넌트 층(504)(치수 한 가지 또는 양자 모두)의 후측 표면 프로파일을 변경시키는 그레이-스케일 리소그래피 또는 다른 유사한 기술을 사용하여 제공될 수 있다. 상기 단계 도중에 형성된 일반적으로 수직인 기판 측벽은 최종 광 컴포넌트에 수평 부재(101) 및 측벽(108)의 내면을 형성한다. 사용된 에칭 공정 및 설계된 외형에 따라, 기판 측벽은 실질적으로 수직(실질적으로 평행인 측벽(108)을 생성함)일 수 있거나, 또는 경사질 수 있다(도시된 바와 같이, 넓게 개방된 말단을 갖고 광 컴포넌트(100) 쪽으로 좁아지는 내부 체적(106)을 생성함). 임의의 원하는 광 코팅을 웨이퍼 스케일 상에서 웨이퍼(500)의 후면에 인가함으로써, 여러 개의 광 컴포넌트의 표면(104)에 대한 광 코팅을 제공한다.
웨이퍼(500)는 한 번 더 플립될 수 있고, 임의의 원하는 광 코팅이 웨이퍼 스케일 상에서 컴포넌트 층(504)(최종적으로는 광 컴포넌트(100)의 표면(102))을 포함하여 웨이퍼의 정면에 인가된다. 따라서 오버레이 층의 컴포넌트 층 영역(504)이 광 컴포넌트(100)용 "블랭크"를 형성하고, 웨이퍼 상에서 웨이퍼의 정면 및 후면에 인가된 코팅은 표면(102 및/또는 104)용 광 코팅으로서 작용한다. 웨이퍼-스케일 공정이 완료되면, 웨이퍼는 개별 광 컴포넌트로 커팅될 수 있다(도 13a 참조). 예를 들면, 정밀한 톱을 사용하여 웨이퍼(500)를 개별 광 컴포넌트로 분할하거나, 또는 다른 정밀한 커팅 또는 클리빙 방법을 사용할 수 있다. 웨이퍼를 분할시켜 생성된 표면은 최종 광 컴포넌트의 측벽의 외측면 및 저면(플립 칩 장착 시)을 형성한다(도 14a/14b 참조). 이들 표면의 정밀한 위치 및 배향은 사용된 웨이퍼-분할 처리의 정밀함에 의하여 결정된다. 측벽(108)의 외측면 및/또는 저면은 도파관(210/230/250)과의 조립 시 광 컴포넌트(100)를 기판(200) 상에 정확하게 위치시킬 수 있다(도 7a/7b 및 도 8a/8b 참조). 이러한 공정 순서에 따라 얻어진 수평 부재(101)는 개별 컴포넌트로 분리되기 전에 웨이퍼와 실질적으로 직각을 이룬다는 점에 유의해야 한다. 정렬 및/또는 어셈블리 구조를 측벽(108)의 저면 상에 제공하기 위하여(솔더 패드(123), 정렬 마킹(124), 정렬 에지, 등), 웨이퍼는 바로 분할될 수 있고, 바는 약 90°로 플립되며. 원하는 구조가 측벽의 저면 상에 형성된다(도 13b 참조). 측벽 저면의 처리가 완료되면, 바는 개별 컴포넌트로 분할될 수 있다.
광 어셈블리의 전술한 예시적인 실시예 및 다른 유사한 실시예에 있어서, 기판(200) 상에 평면 도파관으로 구현된 도파관(210/230/250), V자 그루브(201). 정렬 에지(202), 정렬/지지 구조(203/205/223) 및/또는 정렬 마크(204/224) 중 임의 의 하나와 같은 요소를 기판(200) 상에 충분히 정확하게 상대적으로 배치(동작 허용가능한 범위 이내)시키기 위하여 공간-선택 처리 기술이 사용될 수 있다. 마찬가지로, 도파관(230), 정렬/지지 구조(233), 및/또는 정렬 마크(234)와 같이 별개의 기판(239) 상에 제공된 요소를 충분히 정확하게 상대적으로 배치(동작 허용가능한 범위 이내)시키기 위하여 공간-선택 소재 처리 기술이 사용될 수 있다. 기판(200)(및 기판 상측의 구조)을 제조하는 상기 공간-선택 처리 단계는 웨이퍼 스케일 상에서 공통의 웨이퍼 상에 수많은 기판(웨이퍼당 수십, 수백, 또는 수천개의 기판)을 동시에 제조하도록 구현될 수 있다. 이와 같은 방식으로 스케일의 상당한 경제성이 실현될 수 있다. 웨이퍼를 개별 기판(200)으로 분할시킨 후, 임의의 원하는 광 컴포넌트(100), 별개의 도파관, 광검출기, 광섬유 등이 기판 상에 배치 및 고정되어 기능성 광 어셈블리를 제공할 수 있다. 여러 가지 그루브, 정렬 에지, 정렬/지지 구조, 정렬 마킹 등이 광 어셈블리의 원하는 광 기능성을 구현하도록 충분히 정확한 수동 어셈블리(동작 하용가능한 공차 범위 이내)를 용이하게 제공할 수 있다.
전술한 상세한 설명 및/또는 특허청구범위를 위하여, 본 명세서에 사용된 용어 "광 도파관"(또는 "도파관")은 하나 이상의 광 모드를 지지하는 구조를 의미한다. 상기 도파관은 일반적으로 지지된 광 모드를 2개의 가로 치수로 억제하는 한편 세로 치수를 따라 전파할 수 있다. 가로 및 세로 치수/방향은 만곡된 도파관에 대하여 국부적으로 정해지고, 따라서 가로 및 세로 치수의 절대 배향은, 예를 들면, 곡선 도파관이 길이를 따라 변할 수 있다. 광 도파관의 예는, 한정되는 것은 아니지만, 여러 가지 유형의 광섬유 및 여러 가지 유형의 도파관을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "평면 광 도파관"(또는 "평면 도파관")은 실질적으로 평면 기판 상에 형성된 임의의 광 도파관을 의미한다. 가로 치수(예를 들면, 전파 치수)는 기판과 실질적으로 평행이다. 기판과 실질적으로 평행인 세로 치수는 횡방향 또는 수평 치수일 수 있는 반면, 기판과 실질적으로 평행인 가로 치수는 수직 치수일 수 있다. 이러한 도파관의 예는, 매설 도파관, 반도체 도파관, 다른 높은 지수 도파관("높은 지수"는 약 2.5 이상), 실리카계 도파관, 폴리머 도파관, 다른 낮은 지수 도파관("낮은 지수"는 약 2.5 이하), 코어/클래드형 도파관, 멀티층 리플렉터(multi-layer reflector: MLR) 도파관, 금속-클래드 도파관, 공기-안내 도파관, 진공-안내 도파관, 광양자 결정계 또는 광양자 밴드갭계 도파관, 전기광학(electro-optic: EO) 및/또는 전기 흡수(electro-absorptive: EV) 소재와 결합되는 도파관, 비선형 광(non-linear-optical: NLO) 소재와 결합되는 도파관, 및 본 명세서의 상세한 설명 및/또는 특허청구범위 내에 포함되지만 본 명세서에는 예시되지 않은 수많은 다른 예를 포함한다. 반도체, 결정, 실리카 또는 실리카계, 다른 유리, 세라믹, 금속, 및 본 명세서의 상세한 설명 및 특허청구범위 내에 포함되지만 본 명세서에는 예시되지 않은 수많은 다른 예를 포함하여 여러 가지 적합한 기판 소재가 사용될 수 있다.
본 명세서에 기재된 광 컴포넌트에 사용하기에 적합할 수 있는 평면 광 도파관의 다른 예시적인 유형은 이른바 PLC(Planar Lightwave Circuit) 도파관이다. 상기 도파관은 일반적으로 실질적으로 평면 실리콘 기판(실리카 또는 실리카계 광 버퍼층이 개재되는 경우가 종종 있음) 상에 지지된 실리카 또는 실리카계 도파관(리지 또는 매설 도파관인 경우가 종종 있음; 다른 도파관 구조도 또한 사용될 수 있음)을 포함한다. 하나 이상의 이러한 도파관 세트를 평면 도파관 회로, 광 집적회로, 또는 광전자 집적회로라고 할 수 있다. 하나 이상의 PLC 도파관을 가진 PLC 기판은 적합하게 개조된 PLC 도파관으로 광 파워의 말단 트랜스퍼를 위한 하나 이상의 광 소스, 레이저, 모듈레이터, 및/또는 다른 광 소자를 용이하게 장착할 수 있다. 하나 이상의 PLC 도파관을 가진 PLC 기판은 적합하게 개조된 PLC 도파관(모드-간섭-커플링 또는 실질적으로 단열, 트랜스버스-트랜스퍼; 또는 트랜스버스-커플링이라고도 함)으로 광 파워의 트랜스버스 트랜스퍼를 위한 하나 이상의 광 소스, 레이저, 모듈레이터, 광검출기, 및/또는 다른 광 소자를 용이하게 장착할 수 있다(미합중국 특허출원 공개공보 제2003/0081902호 및/또는 미합중국 특허출원 제60/466,799호에 개시되어 있음). 본 명세서에 기재된 반사 및/또는 투과 광 컴포넌트는 하나 이상의 적합하게 개조된 PLC 도파관에 용이하게 사용될 수 있다.
전술한 상세한 설명 및/또는 특허청구범위의 이해를 돕기 위하여, "공간-선택 소재 처리 기술"은 에피택시, 층 성장, 리소그래피, 포토리소그래피, 증발 증착, 스퍼터링, 기상 증착, 화학 기상 증착, 빔 증착, 빔-보조 증착, 이온 빔 증착, 이온-빔-보조 증착, 플라즈마-보조 증착, 습식 에칭, 건식 에칭, 이온 에칭(반응성 이온 에칭 포함), 이온 밀링, 레이저 가공, 스핀 증착, 스프레이-온 증착, 전기화학 플레이팅 또는 증착, 무전해 플레이팅, 포토-레지스트, UV 경화 및/또는 고밀도화, 정밀 톱 및/또는 다른 기계식 커팅 및/셰이핑 공구를 사용하는 미세가공, 선택 금속화 및/또는 땜납 증착, 평면화를 위한 화학-기계 폴리싱, 임의의 다른 적합한 공간-선택 소재 처리 기술, 이들 기술의 결합, 및/또는 이들의 기능 균등물을 포함한다. 특히, 층 또는 구조를 "공간-선택 제공"하는 단계를 포함하는 임의의 단계는 공간-선택 증착 및/또는 성장, 또는 공간-선택 제거에 이은 실질적으로 균일한 증착 및/또는 성장(소정 영역에 걸쳐) 중 어느 한 가지 또는 양자 모두를 포함할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 임의의 공간-선택 증착, 제거, 또는 다른 공정은 이른바 직접-기입 공정일 수 있고, 또는 마스크 공정일 수 있다. 본 명세서에 기재된 임의의 "층"은 실질적으로 균질인 소재 층을 포함하거나, 또는 하나 이상의 비균질 세트 소재 층을 포함할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 공간-선택 소재 처리 기술은 공통 기판 웨이퍼 상에 복수의 구조를 동시에 제조/처리하기 위하여 웨이퍼 스케일 상에 구현될 수 있다.
"고정된", "연결된", "장착된", "증착된", "형성된", "배치된" 등으로 본 명세서에 기재된 각종 컴포넌트, 요소, 구조, 및/또는 층에서, 기판은 기판 소재와 직접 접촉될 수 있고, 또는 기판 상에 이미 존재하는 하나 이상의 층 및/또는 다른 중간 구조와 접촉될 수 있으므로 기판에 간접적으로 "고정"될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
본 명세서에서의 "동작 허용가능한"이라는 표현은 광 파워 전달 효율(광 커플링 효율), 광 손실, 원하지 않는 반사, 등과 같이, 광 컴포넌트 및/또는 광 소자의 여러 가지 성능 파라미터의 레벨을 나타낸다. 동작 허용가능한 레벨은 성능, 조립, 소자 수율, 어셈블리, 시험, 이용가능성, 비용, 공급, 수요, 및/또는 제조, 배치를 둘러싸고 있는 다른 요인, 및/또는 특정 광 컴포넌트 또는 어셈블리의 용도에 따른 적용가능한 억제 및/또는 요구 조건의 임의의 관련 세트 또는 서브세트에 의하여 결정될 수 있다. 따라서, 이러한 파라미터의 "동작 허용가능한" 레벨은 이러한 억제 및/또는 요구 조건에 따르는 소정 부류의 소자 내에서 변할 수 있다. 예를 들면, 보다 낮은 광 커플링 효율은 일부 경우에 소자의 저비용 제조를 위해서 허용가능한 절충이 될 수 있는 한편, 일부 경우에는 제조 비용이 많이 들더라도 고효율의 광 커플링이 요구될 수 있다. 따라서, "동작 하용가능한" 커플링 효율은 경우마다 변할 수 있다. 이러한 절충의 수많은 다른 예를 예상해 볼 수 있다. 본 명세서에 기재된 광 컴포넌트, 평면 도파관, 및 이들 및/또는 이들의 균등물의 제조 및/또는 조립 방법은 이러한 "동작 허용가능한" 억제 및/또는 요구 조건에 따라 여러 가지 정밀도의 공차 범위 내에서 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 원하지 않는 반사를 실질적으로 방지하기 위하여 "실질적으로 공간-모드-매치된", "실질적으로 인덱스-매치된"과 같은 표현은 "동작 허용가능한" 성능이라는 개념으로 해석될 수 있다.
특정의 소재, 및/또는 소재 결합체를 사용하고 특정 치수 및 구조를 갖는 특정의 예를 들어 설명하였지만, 본 명세서의 상세한 설명 및 특허청구범위를 벗어나지 않는 한 여러 가지 소재 및/또는 소재 결합체를 다양한 치수 및/또는 구조와 결합시켜 사용할 수 있다는 점을 이해해야 한다. 웨이퍼ㅡ스케일 처리 방법을 예를 들어 설명하였지만, 기재된 처리 방법, 및/또는 이들의 균등한 방법 중 임의의 한 가지 또는 모두가 본 명세서의 상세한 설명 및 특허청구범위를 벗어나지 않는 한 보다 작은 세트의 컴포넌트, 또는 개별 컴포넌트에도 구현될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 기재된 예시적인 실시예 및 방법에서의 균등물은 본 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위를 벗어나지 않는 한 포함된다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 기재된 실시예 및 방법, 및 이들의 균등물은 본 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위를 벗어나지 않는 한 변형될 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (68)

  1. 수평 부재, 및
    상기 수평 부재로부터 돌출된 2개의 측벽 및 투명한 말단벽
    을 포함하고,
    상기 말단벽, 상기 측벽 및 상기 수평 부재는 내부 체적을 부분적으로 둘러싸며,
    상기 말단벽의 적어도 일부에
    i) 상기 말단벽의 적어도 일 면에 형성된 적어도 1층의 광 코팅;
    ii) 상기 말단벽의 적어도 하나의 만곡면;
    iii) 공간적으로 변하는 표면 프로파일을 갖는 광 컴포넌트 층의 적어도 일 면;
    iv) 상기 말단벽의 적어도 하나의 공간적으로 변하는 광 특성;
    v) 상기 말단벽의 적어도 하나의 이방성 광 특성; 또는
    vi) 상기 말단벽의 적어도 하나의 스펙트럼에 의해 변하는 광 특성
    중 하나 이상을 제공함으로써 광 기능성이 부여되는 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수평 부재 또는 상기 측벽 중 적어도 하나에 형성된 적어도 하나의 정렬면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수평 부재 및 상기 측벽 중 적어도 하나에 형성된 적어도 하나의 정렬 마크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수평 부재로부터 돌출되어 상기 제1 말단벽의 반대쪽의 내부 체적을 부분적으로 둘러싸는 투명한 제2 말단벽을 더 포함하며,
    상기 제2 말단벽의 적어도 일부에 부여된 광 기능성을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수평 부재, 상기 말단벽, 및 상기 측벽은 반도체 소재를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수평 부재는 반도체 소재를 사용하여 형성되고, 상기 말단벽 및 상기 측벽은 인덱스가 낮은 산화물 소재를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수평 부재 및 상기 측벽은 반도체 소재를 사용하여 형성되고, 상기 말단벽은 인덱스가 낮은 산화물 소재를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 말단벽의 두께는 20 ㎛ 내지 30 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 측벽은 상기 광학 장치의 작동 파장에서 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  10. 제1항에 따른 광학 장치를 형성하는 방법에 있어서,
    말단벽 및 측벽은 수평 부재로부터 돌출되도록 하고, 상기 말단벽, 상기 측벽, 및 상기 수평 부재는 내부 체적을 부분적으로 둘러싸도록 하여 상기 수평 부재 상에 2개의 상기 측벽 및 투명한 상기 말단벽을 형성하는 단계, 및
    상기 말단벽의 적어도 일부에 광 기능성을 부여하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    복수의 수평 부재 및 대응하는 측벽 및 투명한 말단벽을 공통 기판 웨이퍼 상에 형성하는 단계;
    상기 공통 기판 웨이퍼 상의 상기 복수의 말단벽 중 적어도 일부에 광 기능성을 부여하는 단계; 및
    상기 복수의 수평 부재가 서로 분리되도록 상기 기판 웨이퍼를 분할하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 따른 광학 장치를 형성하는 방법에 있어서,
    기판의 제1 표면 상의 컴포넌트 영역에 걸쳐 투명한 광 컴포넌트 층을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판 표면으로부터 상기 컴포넌트 영역에 인접하여 상기 기판을 통과하는 통로를 형성하는 단계;
    상기 광 컴포넌트 층으로부터 기판 소재를 제거하고 상기 광 컴포넌트 층 및 3개의 기판 측벽에 의하여 부분적으로 둘러싸인, 상기 통로와 인접하는 내부 체적을 형성하기 위하여, 상기 컴포넌트 영역 반대쪽의 영역에 걸친 제2 기판 표면으로부터 기판 소재를 제거하는 단계;
    상기 광 컴포넌트 층 및 상기 3개의 기판 벽을 상기 기판으로부터 분리시키는 단계; 및
    상기 광 컴포넌트 층의 적어도 일부에 광 기능성을 부여하는 단계
    를 포함하고,
    상기 광 컴포넌트 층은 상기 말단벽을 형성하고, 상기 기판 벽 중 하나의 벽은 상기 수평 부재를 형성하며, 상기 기판 벽 중 2개의 벽은 상기 측벽을 형성하고, 상기 광 컴포넌트 층은 상기 기판 벽 중 적어도 2개의 벽의 인접하는 부분에 연결된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    공통 기판 웨이퍼의 제1 표면 상의 복수의 대응하는 컴포넌트 영역에 걸쳐 투명한 광 컴포넌트 층을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판 웨이퍼 표면으로부터 상기 복수의 컴포넌트 영역에 인접하여 상기 기판 웨이퍼를 통과하는 복수의 대응하는 통로를 형성하는 단계;
    상기 대응하는 광 컴포넌트 층으로부터 기판 소재를 제거하고 상기 대응하는 광 컴포넌트 층 및 3개의 대응하는 기판 측벽에 의하여 각각 부분적으로 둘러싸인, 상기 대응하는 통로와 각각 인접하는 내부 체적을 형성하기 위하여, 상기 대응하는 컴포넌트 영역 반대쪽의 복수의 영역에 걸친 제2 기판 웨이퍼 표면으로부터 기판 소재를 제거하는 단계;
    상기 복수의 광 컴포넌트 층의 적어도 일부에 광 기능성을 부여하는 단계, 및
    상기 복수의 컴포넌트 영역을 서로 분리시키기 위하여 상기 기판 웨이퍼를 분할시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 광 컴포넌트 층은 상기 대응하는 기판 측벽의 적어도 2개의 측벽의 인접하는 부분에 연결된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항 또는 제13항에 있어서,
    상기 광 기능성의 적어도 일부분은 상기 기판 웨이퍼를 분할시키기 전에 부여되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항 또는 제13항에 있어서,
    상기 광 기능성의 적어도 일부분은 상기 기판 웨이퍼를 복수의 바로 분할시킨 후 및 상기 복수의 바를 분할시키기 전에 부여되고, 상기 각각의 바는 복수의 장치로 된 하나의 열을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제11항 또는 제13항에 있어서,
    상기 광 기능성의 적어도 일부분은 상기 기판 웨이퍼를 분할시킨 후에 부여되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 광학 장치와 결합된 광 어셈블리에 있어서,
    도파관 기판 상에 형성된 평면 광 도파관; 및
    상기 도파관 기판 상에 위치하며, 상기 평면 광 도파관과 광학적으로 말단-커플링된 제2 광 도파관
    을 포함하고,
    상기 광학 장치는 상기 수평 부재, 상기 투명한 말단벽, 및 상기 2개의 측벽을 포함하며,
    상기 광학 장치는 상기 도파관 기판 상에 장착되고,
    상기 평면 광 도파관 및 상기 제2 광 도파관은 상기 광 컴포넌트 말단벽으로부터의 반사 또는 상기 광 컴포넌트 말단벽을 관통하는 투과에 의하여 광학적으로 말단-커플링되는 것을 특징으로 하는 광 어셈블리.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 도파관 기판 상에 위치되고 상기 평면 광 도파관과 광학적으로 말단 커플링된 제3 광 도파관을 더 포함하고,
    상기 평면 광 도파관 및 상기 제2 광 도파관은 상기 광 컴포넌트 말단벽으로부터의 반사에 의하여 광학적으로 말단 커플링되며,
    상기 평면 광 도파관 및 상기 제3 광 도파관은 상기 광 컴포넌트 말단벽을 관통하는 투과에 의하여 광학적으로 말단 커플링되는 것을 특징으로 하는 광 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 광 도파관 기판 상에 위치된 제4 광 도파관을 더 포함하고,
    상기 제3 광 도파관 및 상기 제4 광 도파관은 상기 광 컴포넌트 말단벽으로부터의 반사에 의하여 광학적으로 말단 커플링되며,
    상기 제2 광 도파관 및 상기 제4 광 도파관은 상기 광 컴포넌트 말단벽을 관통하는 투과에 의하여 광학적으로 말단 커플링되는 것을 특징으로 하는 광 어셈블리.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제2 광 도파관은, 상기 도파관 기판 상에 형성되며 상기 광 컴포넌트 말단벽으로부터의 반사에 의하여 상기 평면 도파관에 광학적으로 말단 커플링되는 제2 평면 광 도파관을 포함하고,
    상기 제1 평면 도파관과 제2 평면 도파관의 코어 높이는 1 ㎛ 미만이며,
    상기 제1 평면 도파관과 제2 평면 도파관은 15° 내지 35°의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 광 어셈블리.
  21. 제17항에 있어서,
    적어도 하나의 측벽은 경사지고 반사 코팅되어 있어, 상기 도파관 중 적어도 하나로부터 출사되어 상기 경사진 측벽 상에 입사되는 광이 상기 도파관 기판 쪽으로 방향이 바뀌는 것을 특징으로 하는 광 어셈블리.
  22. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 광학 장치와 결합된 광 어셈블리에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 형성된 적어도 3개의 평면 광 도파관;
    상기 기판 상에 장착되어 출력 파장에서 광 파워를 방출하는 적어도 하나의 레이저;
    상기 기판 상에 장착되어 입력 파장에서 광 파워를 검출하는 적어도 하나의 광검출기; 및
    상기 기판 상에 장착된 적어도 하나의 광학 장치
    를 포함하고,
    상기 광학 장치는 상기 수평 부재, 상기 투명한 말단벽, 및 상기 2개의 측벽을 포함하며,
    제1 평면 도파관은 자신의 제1 말단면에서 제2 평면 도파관의 말단면과 광학적으로 말단 커플링되며,
    상기 제1 평면 도파관은 자신의 제1 말단면에서 제3 평면 도파관의 말단면과 광학적으로 말단 커플링되고,
    상기 광학 장치는 상기 제2 평면 도파관의 말단면으로부터 출사되는 광 파워를 상기 제1 평면 도파관의 제1 말단면으로 향하게 하며,
    상기 광 컴포넌트는 상기 제1 평면 도파관의 제1 말단면으로부터 출사되는 광 파워를 상기 제3 평면 도파관의 말단면으로 향하게 하고,
    상기 레이저는, 상기 레이저에 의하여 출사된 광 출력 파워가 상기 제2 평면 도파관을 따라 전파되어 상기 제2 평면 도파관의 말단면을 통해 출사되도록, 상기 제2 평면 도파관에 광학적으로 커플링되며,
    상기 광검출기는, 상기 광검출기의 말단면으로 유입되는 광 입력 파워가 상기 광검출기에 의한 검출을 위해 상기 제3 평면 도파관을 따라 전파되도록, 상기 제3 평면 도파관에 광학적으로 커플링되고,
    상기 광학 장치는, 상기 말단벽의 적어도 일 면에 형성된 스펙트럼에 의해 선택적인 광 필터 코팅을 포함하며,
    상기 광 컴포넌트는, 상기 도파관 말단면에 근접하는 말단벽에 상기 도파관 말단면의 적어도 하나가 상기 내부 체적 내에 수용되는 상태로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 광 어셈블리.
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