KR101110537B1 - 광도파로 - Google Patents

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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

본 발명은 광도파로에 관한 것으로, 특히 광도파로의 임의의 위치로부터 광을 취출할 수 있는 광도파로에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 광도파로의 임의의 위치로부터 효율적으로 광을 취출할 수 있는 광도파로를 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 태양에 따르면, 광도파로가 광을 도파하기 위한 코어와, 클래드와, 코어가 클래드와 접촉하도록 하기 위한 변위 구조체를 구비한다. 코어는 제1 굴절률을 갖는다. 클래드는 제1 굴절률보다 높은 제2 굴절률을 갖는다.
광도파로, 코어, 클래드, 변위 구조체, 굴절률

Description

광도파로{OPTICAL WAVEGUIDE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2008년 3월 27일 출원된, 선행 일본특허출원 제2008-83289호에 기초한 것으로, 상기 출원의 우선권의 이익을 주장하며, 상기 출원의 전체 개시내용은 본 명세서에 참조로서 포함되어 있다.
본 발명은 특히 임의의 위치로부터 광을 취출할 수 있는 광도파로에 관한 것이다.
현재 박형의 정보 디스플레이가 요구되어, 소위 플랫 패널 디스플레이(FPDs)가 성장하게 되었다. FPD는 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기 발광 디스플레이(OLED), 전계 방출 디스플레이(FED) 등을 포함한다. 이들 FPD는 발광 메커니즘 및 광학 밸브 방법과 같은 메커니즘 또는 방법에서 서로 다르지만, 패널 상에 2차원적으로 배열된 각 화소에서 광학적 변조가 전기적으로 수행되어 화소로부터 밖으로 방출되는 광을 제어하고 영상 및 화상 등을 디스플레이하는 점은 FPD에서 공통이다.
이들 디스플레이는 광학 밸브와 발광 소자를 각 화소에 대응하는 위치에 구 비해야하며, 예를 들어 포토에칭 프로세스와 같은 정교한 제조 프로세스를 채택해야 한다.
이러한 정교한 프로세스의 제조 부하를 저감하기 위해 신규의 디스플레이 장치가 제안 및 검토되어 왔다. 이 디스플레이 장치에서는, 광을 미리 변조하고, 코어내에서 전반사 조건에 따라서 광도파로의 코어를 통해서 도파시킨다. 광은, 코어의 원하는 위치로부터, 당해 코어의 위치에서의 국소적인 굴절률을 변화시킴으로써 취출된다. 또한, 이 디스플레이 장치는, 각 화소에 상당하는 위치에 광 취출 소자를 제공하기만 하면 되고, 광원만에 의해 광 변조, 즉 광 강도의 조정을 할 수 있으므로 제조 부하를 저감시킬수 있다.
일본특허출원공개 JP-A 1989-193595(공개)는 전반사 조건을 변화시키는 소자가 코어, 상부 및 하부 클래드 및 이들 클래드에 배치된 전극을 구비하는 구성을 개시하고 있다. 코어는 수십 옹스트롬의 두께를 갖는 각각의 Si층과 SiN층이 교대로 적층된 다층으로 되어 있다. 클래드는 코어의 표면 및 이면을 덮는다. 전극의 한 세트는 동일 방향으로 그리고 미리 정해진 피치로 상부 클래드의 표면에 배치되고, 다른 세트는 상기 방향과 교차하는 다른 방향으로 그리고 미리 정해진 피치로 하부 클래드의 표면에 배치되도록 전극들이 클래드에 제공된다. 또한, 평면 형상의 코어는 외부 광원에 제공된 광 강도 변조 장치를 통해 외부 광원에 연결된다.
이렇게 형성된 디스플레이는, 광원에 제공된 광 강도 변조기를 사용해서 광원으로부터 출사된 광을 변조하고, 이 변조된 광은, 미리 정해진 화소의 위치까지 코어를 통해 전반사에 따라서 도파된다. 도파된 광은, 각 화소에 배치된 전극에 전압을 인가하여 굴절률이 변화된 코어의 위치에서 외부로 취출되는데, 왜냐하면 전압 인가로 인해 그 위치에서의 전반사 조건이 깨지기 때문이다.
그러나, 상기 일본특허출원공개공보에 의해 개시된 디스플레이 장치는 코어가 전압 인가에 대하여 굴절률에 있어서 작은 변화를 나타낸다고 하는 문제가 있다. 리튬 니오베이트(LiNbO3)를 가변의 굴절률을 갖는 코어 재료로서 종종 사용하고 있지만, 통상의 전압 범위에 대하여 굴절률에 있어 기껏해야 수 %의 변화를 나타낸다.
상기 관련 기술에 있어서는, 코어를 통해 도파된 광을 취출하기 위해 코어의 굴절률이 변화되어야 한다. 그러나, 광을 취출하도록 굴절률을 충분히 변화시키기가 곤란하여, 도파된 광 중에서 소량만이 통상 범위의 전압을 인가함으로써 취출될 수 있다.
본 발명의 목적은 임의의 위치로부터 광을 효율적으로 취출할 수 있는 광도파로를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 태양에 따르면, 광도파로는 광을 도파하기 위한 코어와, 클래드와, 코어가 클래드와 전기적으로 접촉하도록 하기 위한 변위 구조체를 구비한다. 코어는 제1 굴절률을 갖는다. 클래드는 제1 굴절률보다 높은 제2 굴절률을 갖는다.
본 발명에 따르면 임의의 위치로부터 광을 효율적으로 취출할 수 있는 광도파로가 제공된다.
본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시형태들을 도해하고, 본 명세서와 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 가능한 한, 여러 도면에 걸쳐 동일 또는 유사한 부분을 표시하는데는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 이 실시형태에 있어서의 광도파로를 거쳐 광을 도 파시키고 광을 취출하는 원리를 설명한다.
일반적으로, 물질 중을 지나는 광은 어떤 경우 서로 다른 굴절률 nl 및 n2를 갖는 2 개의 서로 다른 물질 사이의 계면에서 전반사된다. n1>n2 조건하에서는, 계면은, 입사각θ가 하기의 식(1) 및 식(2)를 만족시킬 경우에, n1층으로부터 n2층으로 입사각θ로 입사하는 광을 전반사한다.
sinθm = n2 / n1....(1)
θ 〉θm ....(2)
여기서, θm은 임계각이라고 불리며, 전반사를 위한 최소의 입사각을 의미한다. 입사각이 임계각보다 큰 경우에는, 계면에서 전반사가 일어난다. 따라서, 이하의 조건이 만족될 경우에만, 광은 반복적으로 전반사를 거치면서 광도파로 내부를 이동한다.
1) 광도파로는 광도파 영역과 저굴절률 영역을 포함하고, 저굴절률 영역은 광도파 영역을 코팅한다.
2) 광은 광도파 영역과 저굴절률 영역 사이의 계면에 상기 임계각보다 큰 입사각으로 입사된다.
한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 2 개의 서로 다른 굴절률 n1 및 n2를 가지는 물질에서, n1층으로부터 입사각θ1으로 n2층으로 광이 입사하면, 광은 n1≤n2 조건하에서 하기의 식(3)을 만족시키면서 굴절해서 n2층을 도파한다.
sinθ1 / sinθ2 = n2 / n1....(3)
또한, θ2는 일반적으로 굴절각이라고 불리며, n1층으로부터 입사된 광은 이 각도 θ2로 굴절해서 n2층을 도파한다. 즉, n1≤n2 조건하에서는, 전반사가 일어나지 않고, 광은 항상 식(3)을 만족시키면서 n1층으로부터 n2층으로 도파한다. 광도파 영역이, 그 광도파 영역의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 영역에 접촉하는 경우, 두 영역 사이의 계면에서 광은 전반사하지 않고 그 계면을 투과하게 된다.
이상의 원리를 근거로 하여, 이하 본 발명의 실시형태를 도 3의 (a) 내지 도 18의 (c)를 참조하여 설명한다.
(제1 실시형태)
먼저, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광도파로에 대해서 도 3의 (a) 내지 도 6의 (c)를 참조하여 설명한다.
도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광도파로를 도시한다. 도 3의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따른 단면도이다. 도 3의 (b) 및 도 3의 (c)는 각각 도 3의 (a)의 파선 A-A' 및 파선 B-B'에 따른 단면도이다.
본 실시형태에서는, 본 발명의 특징을 보여주기 위해서, 광통신 분야에서 널리 사용되는 선 형상 구조, 즉 파이버 구조를 사용하고 있다. 이로 인해, 클래드의 외형은 원통 형상으로 되어 있다.
도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 제1 실시형태의 광도파로는 광을 도파하고, 제1 굴절률을 갖는 코어(11)와, 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 갖는 클래드(12)와, 코어(11)를 클래드(12)에 접촉시키기 위한 변위 구조체를 포함한다. 상술의 "도파"는, 광이 코어(11)의 길이 방향으로 코어(11)를 통해 전해지는 것을 의미하며, 이하 동일한 의미를 갖는다. "변위 구조체"에 대해서는 뒤에서 구체적으로 설명한다.
중공 원통 형상의 클래드(12)의 내부에, 코어(11)가 삽입되어 있다. 코어(11)의 직경은 클래드(12)의 내경보다 작다. 또한, 코어(11)의 굴절률보다 작은 제3 굴절률을 갖는 저굴절률부(13)가 클래드(12)의 내벽에 부분적으로 형성되어 있다. 또한, 코어(11)는, 변위 구조체에 의해 당해 코어(11)가 클래드(12) 내부를 직경 방향으로 자유롭게 변위가능하도록 구성되어 있다.
제1 실시형태에 따라 광도파로로부터 광을 취출하는 방법에 대해 설명한다.
레이저광원으로부터 출사한 레이저광(14)이 광도파로의 일단부로부터 코어(11)에 입사된다. 이때, 코어(11)는, 그 코어(11)의 굴절률보다 굴절률이 작은 저굴절률부(13) 및 공기(15)로 덮이도록 배치되어 있다. 레이저광이 광도파로의 일단부로부터 코어(11)에 입사되고, 반복적으로 전반사를 거치면서 코어(11) 내부를 도파한다. 이 실시형태에서는, 광원을 화소로부터 분리할 수 있는 특징을 살림으로써, 광원으로서 레이저광원을 사용하고 있다. 그러나, 본 실시형태는 이것으로 한정되지 않으며, 광원으로서 발광 다이오드(LED)를 선택적으로 사용해도 된다.
클래드(12)의 외부에 제공된 변위 구조체는 코어(11)의 일부가 클래드(12)에 접촉하도록 코어(11)의 일부를 변위시킨다. 코어(11)는, 클래드(12)의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 재료로 형성되어 있기 때문에, 광은 상기 국소적인 부분의 위치에서 전반사없이 코어(11)로부터 클래드(12)로 도파한다.
이때, 코어(11)가 갖는 제1 굴절률과 클래드(12)가 갖는 제2 굴절률 사이의 차가 커지도록 코어(11) 및 클래드(12)를 제공함으로써, 광을 효율적으로 광도파로로부터 취출하는 것이 가능하게 된다. 이러한 이유로, 코어(11)와 클래드(12)에 대한 재료를 신중하게 선택할 것이 요구된다. 예를 들어, 코어(11)와 클래드(12)에 대해 굴절률이 1.5 정도인 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)와 굴절률이 1.9 정도인 Pb를 함유하는 납유리를 각각 이용한 경우, 코어(11)와 클래드(12) 사이의 굴절률차를 0.4로 설정할 수 있다.
본 실시형태의 광도파로에 있어서, 광도파로의 일단부는 광 도입부이고, 코어(11)의 굴절률은 클래드(12)의 굴절률보다 작다. 이로 인해, 광도파로의 일단부에 있어서 코어(11)와 클래드(12) 사이의 접촉은 상기 일단부에서의 광의 누설을 초래한다. 이것은 광원으로부터 출사된 레이저광(14)의 충분한 량이 코어(11)를 통해 도파하는 것을 방해한다. 따라서, 광도파로의 일단부에 있어서는, 코어(11) 가 클래드(12)에 접촉하는 것을 방지할 필요가 있다. 그래서, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 이 실시형태의 광도파로의 일단부에서 코어의 직경이 확대되어 이 코어는 저굴절률부(13)로 덮이도록 형성되어 있다. 저굴절률부(13)는, 예를 들어 굴절률이 1.3 정도인 4불화에틸렌?6불화프로필렌 공중합체(perfluoroethylene propylene copolymer)로부터 이루어지는 불소 수지를 코팅함으로써 형성할 수 있다. 이에 의해, 저굴절률부(13)의 굴절률을 낮게 유지할 수 있다. 저굴절률부(13)의 굴절률은 1.3이고, 코어(11)의 굴절률인 1.5보다 낮다. 또한, 이것은 레이저광(14)이 광도파로로부터 누설되는 것을 방지할 수 있게 하므로, 광원으로부터 코어(11)내로 효율적인 광의 입사를 실현할 수 있다. 또한, 공기(15)는 코어(11), 클래드(12) 및 저굴절률부(13) 각각의 굴절률보다 작은 1의 굴절률을 갖는다. 그러므로, 코어(11)와 공기(15) 사이의 계면에서 전반사 조건이 만족되어서, 코어(11) 내부에 광도파가 가능해지고 있다. 또한, 본 실시형태에서는 코어(11)와 클래드(12) 사이의 공간에 공기(15)가 채워져 있지만, 본 발명은 이 실시형태로 한정되지 않는다. 코어(11)를 변위시키기 위해 다른 기체 또는 액체를 공기 대신에 사용해도 된다.
상술한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 광도파로는 변위 구조체를 구비하여 코어(11)의 일부를 보다 큰 굴절률을 갖는 클래드(12)와 접촉시키고 있다. 여기서, 코어(11)는 공기(15) 또는 저굴절률부(13)로 덮여져 있다. 이때, 클래드(12)의 굴절률은 코어(11)의 굴절률보다 1.3 배만큼 크게 형성된다. 클래드(12)는 도파로의 고굴절률부를 구성한다. 이것은 코어(11)와 접촉하는 고굴절률부를 통해 광을 효율적으로 취출할 수 있도록 한다. 또한, 코어(11)가 고굴절률부, 즉 클래드(12)와 접촉하는 위치를, 도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 일시적으로 이동시킴으로써 광 취출 위치를 연속적으로 이동시키는 것도 가능하다.
다음으로, 변위 구조체에 대해 도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)을 참조하여 설명한다.
도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)는, 변위 구조체를 구비하는 상술의 광도파로를 도시한다. 도 6의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이며, 도 6의 (b) 및 도 6의 (c)는 각각 도 6의 (a)의 파선 A-A' 및 파선 B-B'를 따라 취한 단면도이다.
도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 변위 구조체로서는 전극(16)을 사용할 수 있다. 즉, 이 광도파로는 인듐 주석 산화물(ITO)로 된 2 개 이상의 전극(16; 161, 162)을 구비한다. 전극은 클래드(12)의 외부에 광도파로의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 형성되어 있다. 예를 들어, 러빙(rubbing) 처리에 의해, 플러스로 대전된 코어(11)가 클래드(12)내에 삽입되어 있다.
이러한 방식으로 형성된 광도파로의 전극(16)에, 도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이 전압을 인가한다. 따라서, 전압이 인가되어 클래드(12)의 내부에 전계를 발생시킨다. 한편, 코어(11)는 플러스로 대전되므로, 전극(161) 쪽으로 끌어당겨져서 클래드(12)에 접촉하는데, 왜냐하면, 코어(11)는 전극(161) 아래에 있고 음의 전압이 코어(11)에 인가되었기 때문이다. 양의 전압이 전극(162)에 가해지는 경우, 전극(162) 아래의 코어(11)는 전극(162)에 의해 반발되어져 저굴절률부(13)에 접촉한다.
이상과 같이, 코어(12)를 대전시키고 클래드(12)의 외부에 구비된 2 개 이상의 전극(16)에 소망하는 전압을 인가함으로써 코어(11)의 일부가 클래드(12)에 접촉하도록 변위시키는 것이 가능하게 된다. 클래드(12)의 굴절률은 코어(11)의 굴절률의 약 1.3 배가 되도록 만들어지기 때문에, 클래드(12)에 접촉한 상태에 있는 코어(11)의 영역으로부터 효율적으로 광을 취출하는 것이 가능하다. 또한, 전압 인가의 극성 및 타이밍을 조절함으로써, 도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 코어(11)의 변위 위치를 이동시키는 것이 가능하고, 광 취출 위치를 연속적으로 이동시키는 것이 가능하다.
다음으로, 제1 실시형태에 따른 광도파로의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 게르마늄을 첨가한 석영 유리(fused silica glass)를 사용하여 외경이 1㎜, 내경이 0.7㎜인 관 형상의 클래드(12)를 형성한다. 게르마늄은 유리의 굴절률을 증가시키기 위해 첨가되며, 유리는 1.7의 굴절률을 갖는다. 게르마늄을 첨가한 석영 유리는 클래드(12)의 재료로서 그 유리전이 온도(glass-transition temperature)보다 높은 온도에서 높은 가공성을 가지며 용이하게 가공을 할 수 있다.
다음으로, 클래드(12)의 내벽에 1.3 정도의 굴절률을 갖는 저유전 상수 재료인 불소계 폴리머를 전체적으로 코팅한다.
클래드(12)의 내벽에 전체적으로 코팅된 불소계 폴리머에, 클래드(12)의 외측으로부터 국소적으로 레이저를 조사한다. 레이저 조사는 내벽으로부터 불소계 폴리머를 부분적으로 제거하여, 클래드(12)의 일단부에는 저굴절률부(13)를 전체적 으로 형성하고, 클래드(12)의 내벽에는 저굴절률부(13)를 부분적으로 형성한다.
한편, 굴절률이 1.5 정도의 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)에 대해 연신 가공을 실시하여, 직경 0.5㎜의 코어(11)를 형성한다. PMMA는 유기 물질이기 때문에, PMMA로부터 클래드(12)의 내경보다 작은 직경을 갖는 파이버 형상의 코어를 형성하는 것은 비교적 용이하다.
상기한 바와 같이, 클래드(12) 및 코어(11)를 형성한 후, 클래드(12)의 내부에 코어(11)를 삽입함으로써, 도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)에 도시하는 광도파로를 제공한다.
본 실시형태에서는 전체적으로 파이버 형상을 활용하고 있으므로, 클래드(12)가 원통 형상으로 형성되지만, 본 발명의 클래드 형상은 이것에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 서로 다른 2 개의 클래드가 스페이서를 협지하도록 만든 후에, 두 클래드 사이의 간극에 배치될 수 있는 코어를 배치하는 것도 가능하다.
이 예를 도 7의 (a) 내지 도 7의 (c)에 도시한다. 도 7의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 7의 (b)는 및 도 7의 (c)는 각각 도 7의 (a)의 파선 A-A' 및 파선 B-B'를 따라 취한 단면도이다. 2 개의 클래드(12a) 및 클래드(12b)는, 예를 들어 수지 기둥(슈퍼 스페이서)으로 만들어진 스페이서(30)를 협지하고, 이렇게 형성된 간극(15')에 코어(11)가 배치된다. 이 실시형태의 변형예에 따른 동작은, 상술한 바와 같으므로 설명을 생략한다. 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 도시하는 실시형태에서는, 클래드(12a, 12b)의 표면이 평면이기 때문에, 표면에 새로운 구조를 추가하기 쉽게 만든다.
(제2 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 광도파로에 대해 도 8의 (a) 내지 도 9의 (c)를 참조해서 설명한다. 또한, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 광도파로는, 광 취출 방법에 특징을 갖는 것이며, 광도파로의 구조, 변위 구조체 및 제조 방법은 제1 실시형태와 같기 때문에, 이들에 대한 설명은 생략한다.
도 8의 (a) 및 도 8의 (b)는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 광도파로를 도시한다. 도 8의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 광도파로는, 전극(16)에 인가되는 전압의 극성을 적절하게 조절함으로써 코어(11)가 클래드(12)와 소정의 위치에서 접촉하도록 변위시킬 수 있다는 특징을 갖는다. 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 있어서 전극(16)의 배치는 도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)에 있어서와 같으므로, 여기서는 설명을 생략한다. 클래드(12)의 제2 굴절률은 코어(11)의 제1 굴절률보다 크기 때문에, 코어(11)에 의해 도파된 광은 코어(11)가 변위되어 클래드(12)에 접촉하는 접촉점에서 전반사하지 않고 클래드(12)를 투과하게 된다. 코어(11) 및 클래드(12)의 제1 굴절률 및 제2 굴절률 사이의 차가 커지도록, 코어(11) 및 클래드(12)에 대한 재료를 선정함으로써, 도파된 광을 보다 효율적으로 취출하는 것이 가능하게 된다. 또한, 코어(11)를 클래드(12)의 한 지점에만 접촉시켰을 경우, 취출되지 않은 광을 재이용하여 코어(11)내를 도파하도록 할 수 있다. 코어(11)의 광 도입구에 반대되는 일단부에 실버 미러와 같은 것을 배치하면, 클래드(12)와 접촉하고 있는 코어(11)의 지점에서 취출되지 않은 광이 코어(11)의 내부를 도파하여 상기 일단부로 이동하고, 여기서 반사되어 코어(11)를 통해 다시 반대 방향으로 도파된다. 코어(11)가 클래드(12)와 접촉하는 접촉 개소에서 상기 반사광을 재취출하여 그 반사광을 재이용할 수 있다. 이렇게 하면, 입사광 및 반사광의 두 성분을 접촉점에서 동시에 취출할 수 있어, 취출광 및 재취출광을 제1 실시형태에서보다 밝게 할 수 있다. 또한, 전압 인가의 극성 및 타이밍을 조절함으로써, 코어(11)의 변위 지점을 경시적으로 이동시킴으로써, 도 9의 (a) 내지 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 광 취출 위치를 연속적으로 이동시키는 것도 가능하다. "접촉점"이란 수학적으로 정의되는 완전한 점을 의미하는 것이 아니며, 본 발명의 범위 내에서 작은 면적을 갖는다.
(제3 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 광도파로에 대해 도 1O의 (a) 및 도 10의 (b)를 참조하여 설명한다.
도 10의 (a) 및 도 10의 (b)는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 광도파로를 도시한다. 도 10의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 10의 (a) 및 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 제3 실시형태에 따른 광도파로는, 제1 실시형태 또는 제2 실시형태에 따른 광도파로와 비교하여, 저굴절률 부(13)가 클래드(12)의 일부로서 포함되어 클래드(12)와 일체로 되어 있는 특징을 갖는다. 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 있어서는, 클래드(12)는 당해 클래드(12)의 전체에 걸쳐서 코어(11)의 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 가지며, 코어(11)가 클래드(12)와 접촉하는 접촉점으로부터 광을 취출하는 것이 가능하다. 이에 대하여, 제3 실시형태에서는 클래드(12)가 2 개의 구분되는 부분을 구비한다. 상기 2 개의 구분되는 부분들 중의 한 부분은 광을 취출할 수 있는 고굴절률부(17)이고, 다른 한 부분은 광을 취출할 수 없는 저굴절률부(13)이다.
즉, 제3 실시형태에 따른 광도파로의 클래드는 중공의 원통 형상이다. 클래드(12)는, 코어(11)의 제1 굴절률 이상의 제2 굴절률을 갖는 고굴절률부(17)와, 제1 굴절률보다 작은 제3 굴절률을 갖는 저굴절률부(13)를 구비한다. 파이버 형상의 코어(11)가 클래드의 내부에 삽입된다. 코어(11)의 직경은 클래드의 내경보다 작다. 또한, 코어(11)는 저굴절률부(13)의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지며, 클래드 내부에서 변위 구조체에 의해 직경 방향으로 자유롭게 변위될 수 있도록 구성된다.
제3 실시형태에 따르면, 광도파로는 다음과 같이 형성된다. 제1 실시형태에서와 마찬가지로, 코어 단부의 직경이 확대되어 당해 코어 단부가 저굴절률부(13)로 완전히 덮인다. 이들 코어 단부는 양단부에서 코어(11)에 입사된 광의 누설을 방지하고, 광원으로부터 코어(11)로의 효율적인 광의 입사를 보장할 수 있다.
이와 같은 구성이어도, 제2 실시형태에서 서술한 광 취출 방법에서와 마찬가지로, 코어(11)를 클래드(12)의 고굴절률부(17)와 접촉점에서 접촉하도록 변위시킴으로써, 코어(11)가 클래드(12)의 고굴절률부(17)와 접촉하는 접촉점으로부터 광을 취출할 수 있다. 이때, 코어(11) 및 고굴절률부(17)의 굴절률 사이의 차가 커지도록, 코어(11) 및 클래드(12)의 고굴절률부(17)를 제공함으로써, 접촉점에서 광도파로로부터 광을 효율적으로 취출할 수 있게 된다. 또한, 코어(11)가 클래드의 고굴절률부(17)와 접촉하는 위치를 도 9의 (a) 내지 도 9의 (c)와 마찬가지로 이동시킴으로써, 광 취출 위치를 이동시키는 것도 가능하다. 제3 실시형태에 있어서, 제1 실시형태에 있어서의 광 취출 방법과 마찬가지로, 국소적으로 코어(11)를 클래드(12)의 고굴절률부(17)에 접촉시켜도, 코어(11)가 클래드(12)의 고굴절률부(17)와 접촉하는 위치로부터 효율적으로 광을 취출할 수 있다.
또한, 제3 실시형태에 따른 광도파로의 제조 방법은 제1 실시형태에 따른 광도파로의 제조 방법과 거의 같으므로, 여기서는 이에 대한 상세한 설명을 생략한다. 대신에, 클래드의 형성 방법에 대해 설명한다.
2 매의 게르마늄을 함유하게 한 석영 유리로 된 평판 시트와 붕소를 함유하게 한 석영 유리로 된 평판 시트를 고온에서 접착적으로 부착시킨다. 이 고온은 게르마늄과 붕소가 상기 2 매의 평판 시트 사이의 계면에서 상호 확산하는 것을 어느 정도 제어할 수 있도록 한다. 게르마늄을 함유하게 한 부분이 도 10의 (a) 및 도 10의 (b)에 있어서의 고굴절률부(17), 붕소를 함유하게 한 부분이 도 10의 (a) 및 도 10의 (b)에 있어서의 저굴절률부(13)에 상당한다.
이렇게 접합된 전체 유리를 게르마늄과 붕소를 함유하는 부분이 각각의 미리 정해진 위치에 배치되도록 원하는 직경보다 큰 직경을 갖는 유리로 된 원기둥을 얻기 위해 가공한다.
원기둥의 전체 중심부를 중공으로 하여 클래드(12)를 위한 프리폼(preform)을 얻는다. 광섬유 인발기를 사용하여 상기 프리폼을 연신 가공하고 중공의 원통을 얻는다. 석영은 유리전이 온도 이상에서 가공성이 높기 때문에, 프리폼은 유리전이 온도보다 높은 온도에서 잘 연신된다. 이렇게 함으로써 설계 직경을 갖는 중공 원통 형상의 클래드(12)를 얻을 수 있다.
이렇게 제3 실시형태에 따른 광도파로용 클래드(12)를 형성한다. 한편, 코어(11)를 제1 실시형태에서와 동일한 방식으로 형성하고, 이 코어(11)를 최후에 클래드(12)의 내부에 삽입함으로써, 도 1O의 (a) 및 도 10의 (b)에 도시하는 광도파로를 얻을 수 있게 된다.
(제4 실시형태)
본 발명의 제4 실시형태에 따른 광도파로에 대해 도 11의 (a) 및 도 11의 (b)를 참조하여 설명한다.
도 11의 (a) 및 도 11의 (b)는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 광도파로를 도시한다. 도 11의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 11의 (b)는 도 11의 (a)의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 11의 (a) 및 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 제4 실시형태에 따른 광도파로는, 제1 실시형태 및 제2 실시형태의 클래드(12)에 상당하는 본 실시형태의 클래드가 적층 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 제4 실시형태의 클래드(12)는 2 개의 원통형 클래드로 형성된다. 내측 원통형 클래드(18)는 코어(11)의 제1 굴절률 보다 큰 제2 굴절률을 갖는다. 외측 원통형 클래드(19)는 내측 클래드(18)를 덮도록 형성되며, 제2 굴절률보다 큰 제4 굴절률을 갖는다. 저굴절률부(13)는 제3 굴절률을 갖는다. 이들 4 개의 굴절률은 이하의 부등식을 만족시킨다.
(제3 굴절률) < (제1 굴절률) ≤ (제2 굴절률) ≤ (제4 굴절률)
보다 낮은 제2 굴절률을 갖는 클래드(18)와 제2 굴절률보다 큰 제4 굴절률을 갖는 클래드(19)를 전체로서 단일의 클래드로 간주할 수 있는 경우, 단일의 클래드(12)의 전체 굴절률을 클래드(12)의 제2 굴절률에 상당하는 것으로 생각한다. 따라서, 제4 실시형태는 제1 실시형태의 변형예라고 생각할 수 있다. 즉, 제1 굴절률을 갖는 코어(11)로부터 광을 취출하기 위해서, 클래드(12)의 섹션에 걸쳐서 내부로부터 외부를 향해서 2 개 이상의 클래드의 굴절률이 단계적으로 또는 연속적으로 커지도록 2 개 이상의 클래드를 클래드(12)로서 배치할 수 있다.
외측 원통형 클래드(19)는 내측 클래드(18)를 전체적으로 덮도록 형성되며, 내측 클래드(18)의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는다. 내측 클래드(18)의 굴절률은 코어(11)의 굴절률보다 크게 만들어진다. 이렇게 함으로써, 취출광의 출사각을 원하는 바로 조절할 수 있다. 클래드(18) 및 클래드(19) 각각의 굴절률을 nl 및 nh라고 하고, 클래드(18)로부터의 입사각 및 클래드(19)에 대한 출사각을 각각 θl 및 θh라고 하면, 이들 파라미터 nl, nh, θl 및 θh는 다음의 등식을 만족시킨다.
nl?sinθl = nh?sinθh
따라서, nl과 nh를 조정함으로써 원하는 방향으로 광을 취출하고 출사각을 제어할 수 있다.
또한, 광의 취출 방법은 제1 실시형태 또는 제2 실시형태에서와 동일하다. 또한, 제4 실시형태에 따른 광도파로의 제조 방법은 제1 실시형태에서와 거의 같으므로, 그 방법에 대한 상세한 설명은 생략한다. 상술한 바와 같이 상이한 굴절률을 갖는 두 재료를 적층시키고 연신 가공한 프리폼을 사용하여 클래드(12)를 얻을 수 있다.
제4 실시형태에 있어서는, 클래드(12)를 적층 재료로 형성하고, 설계된 각도로 광을 취출한다. 이에 대하여, 예를 들어 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 도시하는 제2 실시형태의 클래드(12)에 산란을 위해 예를 들어 산화아연의 미립자를 분산시킬 수 있다. 이렇게 형성된 클래드(20)는, 도 12의 (a) 및 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 산화아연의 산란 입자로 인하여 방향 특성이 없는 균일한 광을 취출시킬 수 있다. 도 12의 (a)는 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 12의 (b)는 도 12의 (a)의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도이다. 산란 입자는, 코어(11)로부터 클래드(12)로 이동하는 광을 산란시켜 그 광로를 변경시킬 수 있는 입자를 의미한다. 즉, 굴절률차 또는 클래드(12)와 클래드(12)에 포함된 입자 사이의 계면에서의 반사에 기초하여 광로를 변경시키는 것이 특히 중요하다. 산화아연 입자의 굴절률은 클래드(12)를 구성하는 납유리의 굴절률 1.9와 상이하므로, 산화아연 입자와 납유리의 계면에서 그들의 굴절률 사이의 차에 의해 광의 진행 방향이 변화된다. 산화아연 입자는 그 입자 형상으로 인해서 클래드(12)의 길이 방향에 대하여 여러 가지 각도를 취하는 계면을 갖기 때문에, 광의 산란이 가능하게 된다. 또한, 그 입자 직경은 400㎚ 이상으로, 그러나 클래드(12)의 두께 이하인 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나는 작은 직경을 갖는 일부 입자는 굴절 효과가 작기 때문이다. 또한, 입자의 체적 분율은 5% 이상이 바람직하다. 왜냐하면, 입자의 함량이 지나치게 적으면 충분한 산란 효과를 얻는 것을 방해하기 때문이다. 산란 입자를 전체 클래드(12)에 걸쳐서 분산시켜도 좋지만, 광을 취출하기 위해 필요한 클래드(12)의 일부에만 산란 입자를 편재시켜도 좋다.
이상, 본 발명의 실시형태에 따른 광도파로에 대해 설명하였지만, 본 발명의 실시형태는 이들로 한정되는 것이 아니고, 다양하게 변형가능하다.
예를 들어, 광도파로의 단부는 코어(11)가 저굴절률부(13)로 덮이도록 구성된다. 그러나, 코어(11)는, 코어(11)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 재료로 덮여져 있으면 되기 때문에, 예를 들어 도 13의 (a) 내지 도 13의 (c)에 도시한 바와 같이, 코어(11)의 단부는 광을 효율적으로 도입하기 위해 당해 코어(11)의 단부가 클래드(12)의 개구부로부터 돌출하도록 형성되어도 된다. 도 13의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 13의 (b) 및 도 13의 (c)는 각각 도 13의 (a)의 파선 A-A' 및 파선 B-B'를 따라 취한 단면도이다.
상기한 바와 같이, 변위 구조체는 클래드(12)의 외부에 구비된 2 개 이상의 전극(16)에 상당하며, 이 전극(16)에 전압을 인가함으로써 대전된 코어(11)를 전계 에 의해 변위시킨다. 변위 구조체는 대전된 코어(11)의 주변에 전계를 발생시킬 뿐이다. 그러므로, 상술의 각 실시형태에 따른 광도파로와 관련하여, 도 14의 (a) 내지 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이 전극(16)을 형성해도 된다.
도 14의 (a) 내지 도 14의 (c)는 형성하는 전극(16)의 제1 변형예를 도시한다. 도 14의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 14의 (b) 및 도 14의 (c)는 각각 도 14의 (a)의 파선 A-A' 및 파선 B-B'를 따라 취한 단면도이다.
도 14의 (a) 내지 도 14의 (c)에 도시한 제1 변형예에서는, 도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이 형성하는 전극(16; 161, 162) 이외에도, 클래드(12) 상에서 전극(16; 161, 162)에 대면하는 위치에 대향 전극(16; 164, 165)을 형성해도 된다. 또한, 도 15의 (a) 및 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 클래드(12)에 도전성 입자를 함유시킴으로써 도전성을 지닌 클래드(21)를 형성할 수 있다. 따라서, 클래드(12)가 도전성을 지니도록 만듦으로써 클래드(21)에서의 전압 강하를 제어할 수 있으므로, 효율적으로 전압을 인가할 수 있다. 그러나, 코어 변위시에 코어(11)가 도전성 입자를 함유한 클래드(21)에 직접 접촉해 버리면, 이 경우에 클래드(21)와 코어(11) 사이에서 전하의 이동이 발생해 버린다. 이 전하의 이동을 방지하기 위해서, 코어(11)가 도전성 입자를 함유한 클래드(21)에 접촉하는 부분에 절연층(22)을 설치할 필요가 있다.
여기서, 도전성 입자는 클래드(12)에 이방성 도전성을 부여하기 위해서 도입될 수 있다. 따라서, 도전성 입자는 서로 접촉하여 클래드(12)의 단면 방향으로 도전성 경로를 형성하면 된다. 도전성 입자는 은 입자, 반도체인 산화아연의 입자 등을 포함한다. 또한, 그 입자 직경은 클래드(12)의 두께 이하일 것이 필요하다. 입자가 클래드(12)의 두께보다 미세한 경우에는, 프리폼을 길이 방향으로 연신하여 클래드(12)를 형성하기 때문에, 클래드(12)의 길이 방향으로는 입자 분포가 소하고, 클래드(12)의 단면 방향(반경 방향)으로는 입자 분포가 밀하게 된다. 이렇게 하면, 이방성 도전성을 갖는 클래드(12)가 제공된다. 도전성은 길이 방향으로는 낮고, 반경 방향으로는 높은 경향이 있다. 서로 접촉하는 코어(11)와 도전성 클래드(12) 사이에 전하 이동을 방지할 필요가 있다. 따라서, 코어(11)와 클래드(12) 사이에 저항이 1011Ω 이상인 절연층(22)을 삽입하는 것이 바람직하다.
또한, 산화아연의 미립자를 이용한 경우에는, 그 입자가 광 산란 기능과 도전 기능이라는 양쪽의 기능을 겸비할 수 있다.
도 16의 (a) 내지 도 16의 (c)는, 형성하는 전극(16)의 제2 변형예를 도시한다. 도 16의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 16의 (b) 및 도 16의 (c)는 각각 도 16의 (a)의 파선 A-A' 및 파선 B-B'를 따라 취한 단면도이다.
도 14의 (a) 내지 도 14의 (c)에 도시한 바와 같이 형성하는 전극(16; 161, 162, 164, 165) 이외에, 대향 전극(163)을 클래드(12)의 내벽에 형성하고 코어(11)와 클래드(12) 사이에 삽입시킬 수 있다. 대향 전극(163)은, 도 16의 (a) 내지 도 16의 (c)에 도시하는 제2 변형예와 같이, 클래드(12)의 유전 특성을 이용하여 코어(11)를 변위시킬 때 코어(11)가 클래드(12)와 접촉하는 위치에 형성된다. 이 경우, 클래드(12)에서의 전압 강하는 일어나지 않는다. 따라서, 효율적으로 전압을 인가하는 것이 가능하다. 또한, 코어(11)는, 광 취출 위치 이외의 위치에 있어서는 전극(163)에 접촉하도록 구성되기 때문에, 광 취출 위치 이외의 위치에서는 클래드(12)에 접촉하지 않는다.
도 17의 (a) 및 도 17의 (b)는 광도파로의 제3 변형예를 도시한다. 도 17의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 17의 (b)는 도 17의 (a)의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 17의 (a) 및 도 17의 (b)의 제3 변형예로 도시한 바와 같이, 클래드(12)가 관통 구멍(23)을 구비하고, 이 관통 구멍을 통해서 클래드(12)의 양측에 전극(16)을 일체 형성해도 된다. 이 경우에도, 클래드(12)에서의 전압 강하는 일어나지 않기 때문에, 전압 분배없이 전압이 인가될 수 있다. 그러나, 코어(11)를 변위시킬 때에 코어(11)가 전극(16)에 직접적으로 접촉하는 것을 방지하기 위해, 코어(11)를 절연층(22)으로 덮을 필요가 있다.
이상, 변위 구조체를 서술하였다. 플러스로 대전된 코어(11)를 전극(16)이 구비된 클래드(12)내에 삽입하고, 전극(16)에 전압을 인가함으로써 코어(11)를 변위시키는 것도 가능하다. 또한, 코어(11)의 길이 방향에 직각인 방향으로 균일하게 자화된 코어(11)를 사용하는 것도 가능하다. 이렇게 자화된 코어를 클래드(12)에 삽입하고, 코어에 클래드(12)의 외부로부터 국소적인 자계를 인가함으로써 변위시킨다.
상술의 실시형태에 있어서는, 2 개 이상의 전극(16)에 대한 전압 인가의 방향 및 타이밍을 조절함으로써 광 취출 위치를 이동시켰다. 또한, 다음과 같이 광 도파로의 일단부의 단 하나의 전극(16)을 이용함으로써 광 취출 위치를 이동시키는 것도 가능하다. 도 18의 (a)에 도시된 바와 같이 코어(11)를 이 단부에 배치시켜 코어(11)가 클래드(12)에 접촉하도록 만든 후에, 코어(11)를 클래드(12)로부터 이격시켜 도 18의 (b) 및 도 18의 (c)에 도시한 바와 같이 접촉점을 이동시킨다. 이 경우에 있어서도, 코어(11)와 클래드(12) 사이의 접촉점이 이동하고, 광 취출 위치도 역시 이동되도록 한다. 또한, 인가되는 전압의 극성의 절환 속도 및 인가되는 전압의 값에 따라서 접촉점의 이동 속도를 제어할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태들을 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기 실시형태들로 한정되지 않는다. 예를 들어, 당업자가 공지의 범위로부터 적절히 선택하여 상기한 바와 같은 실시예들 중의 2이상을 조합하는 경우, 상기한 바와 같이 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 이들도 또한 본 발명에 포함된다.
도 1은 전반사 조건을 만족시키는 경우를 설명하는 개략도이다.
도 2는 전반사 조건을 만족시키지 않는 경우를 설명하는 개략도이다.
도 3의 (a) 내지 도3의 (c)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광도파로를 도시한다. 도 3의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따른 단면도이다. 도 3의 (b) 및 도 3의 (c)는 각각 도 3의 (a)의 파선 A-A' 및 파선 B-B'을 따른 단면도이다.
도 4의 (a) 및 도 4의 (b)는 본 발명에 따른 광도파로의 일단부를 도시하는 개략도이다. 도 4의 (a)는 광도파로의 길이 방향을 따른 단면도이다. 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 파선 A-A'을 따른 단면도이다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)는 제1 실시형태의 광도파로에 의해 광 취출 위치를 이동시키는 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)는 변위 구조체를 구비한 제1 실시형태의 광도파로를 도시한다. 도 6의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이며, 도 6의 (b) 및 도 6의 (c)는 각각 도 6의 (a)의 파선 A-A' 및 파선 B-B'를 따라 취한 단면도이다.
도 7의 (a)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광도파로의 변형예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 광도파로를 도시한다. 도 8의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 9의 (a) 내지 도 9의 (c)는 제2 실시형태의 광도파로에 의해 광 취출 위치를 이동시키는 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 10의 (a) 및 도 10의 (b)는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 광도파로를 도시한다. 도 10의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 11의 (a) 및 도 11의 (b)는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 광도파로를 도시한다. 도 11의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 11의 (b)는 도 11의 (a)의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 12의 (a) 및 도 12의 (b)는 산란 입자를 갖는 클래드를 구비하는 광도파로의 변형예를 도시한다. 도 12의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 12의 (b)는 도 12의 (a)의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 13의 (a) 내지 도 13의 (c)는 본 발명의 광도파로의 일단부의 변형예를 도시한다. 도 13의 (a)는 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 13의 (b) 및 도 13의 (c)는 각각 도 13의 (a)의 파선 A-A' 및 파선 B-B'를 따라 취한 단면도이다.
도 14의 (a) 내지 도 14의 (c)는 변위 구조체를 갖는 광도파로의 변형예를 도시한다. 도 14의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 14의 (b) 및 도 14의 (c)는 각각 도 14의 (a)의 파선 A-A' 및 파선 B-B'를 따라 취한 단면도이다.
도 15의 (a) 및 도 15의 (b)는 도전성 입자를 갖는 클래드를 구비하는 광도파로의 변형예를 도시한다. 도 15의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 15의 (b)는 도 15의 (a)의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 16의 (a) 내지 도 16의 (c)는 변위 구조체를 갖는 광도파로의 제2 변형예를 도시한다. 도 16의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 16의 (b) 및 도 16의 (c)는 각각 도 16의 (a)의 파선 A-A' 및 파선 B-B'를 따라 취한 단면도이다.
도 17의 (a) 및 도 17의 (b)는 변위 구조체를 갖는 광도파로의 제3 변형예를 도시한다. 도 17의 (a)는 이 광도파로의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 도 17의 (b)는 도 17의 (a)의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 18의 (a) 내지 도 18의 (c)는 광 취출 위치를 이동시키기 위한 다른 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11: 코어
12, 12a, 12b: 클래드
13: 저굴절률부
14: 레이저광
15: 공기
15': 간극
16, 161, 162, 163, 164, 165: 전극
17: 고굴절률부
22: 절연층
23: 관통 구멍
30: 스페이서

Claims (12)

  1. 광도파로로서,
    코어와,
    클래드와,
    상기 코어를 상기 클래드에 전기적으로 접촉시키는 변위 구조체(displacing structure)를 포함하며,
    상기 코어는 제1 굴절률을 가지며, 상기 클래드는 상기 제1 굴절률보다 높은 제2 굴절률을 갖는 고굴절률부를 갖고,
    상기 변위 구조체는 전극인, 광도파로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 굴절률보다 낮은 제3 굴절률을 갖는 저굴절률부를 더 포함하고, 상기 저굴절률부는 상기 코어와 상기 클래드 사이에 배치되는, 광도파로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 클래드는 광 산란 입자를 포함하는, 광도파로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클래드는 도전성 입자를 포함하는, 광도파로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코어에 의해 도파된 광은 상기 코어와 접촉되는 상기 클래드의 상기 고굴절률부로부터 부분적으로 취출되거나 전체적으로 취출되는, 광도파로.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 코어에 의해 도파된 광은 상기 코어와 접촉되는 상기 클래드의 상기 고굴절률부로부터 부분적으로 취출되거나 전체적으로 취출되는, 광도파로.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 코어에 의해 도파된 광은 상기 코어와 접촉되는 상기 클래드의 상기 고굴절률부로부터 부분적으로 취출되거나 전체적으로 취출되는, 광도파로.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 코어에 의해 도파된 광은 상기 코어와 접촉되는 상기 클래드의 상기 고굴절률부로부터 부분적으로 취출되거나 전체적으로 취출되는, 광도파로.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 코어는 플러스로 대전되는, 광도파로.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 코어에 의해 도파된 광은 상기 코어와 접촉되는 상기 클래드의 상기 고굴절률부로부터 부분적으로 취출되거나 전체적으로 취출되는, 광도파로.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전극은 전극 인가의 극성 및 타이밍을 조절함으로써 상기 코어와 상기 클래드 사이의 접촉점을 시간경과에 따라서 연속적으로 이동시키는, 광도파로.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 코어에 의해 도파된 광은 상기 코어와 접촉되는 상기 클래드의 상기 고굴절률부로부터 부분적으로 취출되거나 전체적으로 취출되는, 광도파로.
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