KR101215606B1 - The planar optical waveguide device and fabricating methode of it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 평판형 광도파로 소자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광도파로 소자의 반사율이 최대가 되는 경사각(45°)을 안정적으로 유지할 수 있어 제품의 성능 및 내구성을 향상할 수 있고, 수요자가 요구하는 광도파로의 두께를 클래드의 두께와 관계없이 조절가능 함으로써, 제품두께별로 별도의 생산 공정을 구비할 필요가 없으며, 제품의 두께와 관계없이 동일한 제품 성능을 발휘할 수 있는 평판형 광도파로 소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a planar optical waveguide device and a method of manufacturing the same. More specifically, the inclination angle (45 °) at which the reflectance of the optical waveguide device is maximized can be stably maintained, thereby improving product performance and durability. The thickness of the optical waveguide required by the consumer can be adjusted irrespective of the thickness of the clad, so there is no need to provide a separate production process for each product thickness, and the flat type optical fiber can exhibit the same product performance regardless of the thickness of the product. A waveguide device and a method of manufacturing the same.
내부 전반사(Total Internal Reflection) 원리에 의해 광파(Lightwave)가 외부로 방사(Radiation)하지 않고 구속된 상태로 진행하기 위해서는, 특정한 유전체 물질이 상대적으로 굴절률이 작은 또 다른 유전체 물질에 의해 둘러싸여 있는 단면 구조가 필요하다. In order for the lightwave to proceed in a confined state without radiating to the outside according to the principle of total internal reflection, a cross-sectional structure in which a specific dielectric material is surrounded by another dielectric material having a relatively small refractive index Is needed.
이러한 단면 구조가 유지되는 광파의 진행 경로를 광도파로(Optical Waveguide)라고 정의할 수 있으며, 통신용 광섬유는 이러한 광도파로가 적용된 대표적인 사례이다. The propagation path of the optical wave in which the cross-sectional structure is maintained may be defined as an optical waveguide, and a communication optical fiber is a representative example of the optical waveguide applied thereto.
또한, 광도파로를 구성하는 상대적으로 굴절률이 큰 유전체 물질을 코아(Core)라고 부르며, 이 코아 물질을 둘러싸고 있는 상대적으로 굴절률이 작은 유전체 물질을 클래딩(Cladding) 또는 클래드(Clad)라고 부른다.In addition, a relatively high refractive index dielectric material constituting the optical waveguide is called core, and a relatively low refractive index dielectric material surrounding the core material is called cladding or clad.
한편, 종래의 광도파로는 도 1에 도시된 바와 같이 광도파로의 양단이 일정각도로 경사지도록 형성되는데, 이는 발광부에서 입사된 광신호를 반사시켜 광신호의 경로를 변환하여 수광부로 출력하기 위함이다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, the conventional optical waveguide is formed so that both ends of the optical waveguide are inclined at a predetermined angle. This is to reflect the optical signal incident from the light emitting unit to convert the path of the optical signal and output the light signal to the light receiving unit. to be.
그러나 종래의 광도파로의 경우, 도 1에 도시된 바와 같은 형태로 기판(substrate)에 부착되며 이로 인하여 상기 광도파로의 양단 끝단 경사각 쪽은 기판과 이격되어 있어 상기 끝단에 가해지는 외압 또는 충격에 의해 상기 광도파로의 끝단이 쉽게 파손 또는 굴절되어 이로 인해 반사율의 저하 및 이로 인한 광신호 손실이 우려되며 제품의 내구성이 떨어지는 문제가 있다.However, in the conventional optical waveguide, it is attached to the substrate (substrate) in the form as shown in Figure 1, so that both ends of the inclined angle of the optical waveguide is separated from the substrate by the external pressure or impact applied to the end The end of the optical waveguide is easily broken or refracted, which may cause a decrease in reflectance and loss of an optical signal, thereby degrading durability of the product.
아울러, 종래 광도파로의 경우, 광도파로의 두께 조절을 위해서 상기 코아를 둘러싸고 있는 클래드의 두께를 조절하여 수요자가 요구하는 두께로 제작되는 것이 일반적이었으나, 상기 클래드의 두께가 증가되는 경우 입사광과 출력광의 손실로 인하여 제품의 효율이 떨어지는 문제가 있었고 상기 두께별로 별도의 생산공정을 준비하여야 하는 문제점이 있었다.
In addition, in the conventional optical waveguide, in order to control the thickness of the optical waveguide, the thickness of the cladding surrounding the core was generally manufactured to a thickness required by the consumer. However, when the thickness of the clad increases, the incident light and the output light There was a problem that the efficiency of the product is lowered due to the loss and there is a problem to prepare a separate production process for each thickness.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 먼저, 광도파로의 경사각 말단에 외력 또는 충격이 가해질지라도 반사율이 최대가 되는 경사각을 안정적으로 유지할 수 있어 제품의 성능 및 내구성을 향상할 수 있는 평판형 광도파로 소자 및 이의 제조방법의 제공을 일 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, first, it is possible to stably maintain the inclination angle to the maximum reflectance even if external force or impact is applied to the inclination angle end of the optical waveguide can improve the performance and durability of the product An object of the present invention is to provide a planar optical waveguide device and a method of manufacturing the same.
아울러 수요자가 요구하는 광도파로의 두께를 클래드의 두께와 관계없이 광도파로의 일정면에 코팅되는 레진에 의해 조절가능 함으로써 제품두께별로 별도의 생산 공정을 구비할 필요가 없으며, 제품의 두께와 관계없이 동일한 제품 성능을 발휘할 수 있는 평판형 광도파로 소자 및 이의 제조방법의 제공을 다른 목적으로 한다.In addition, the thickness of the optical waveguide required by the consumer can be controlled by the resin coated on a certain surface of the optical waveguide regardless of the thickness of the clad, so there is no need to provide a separate production process for each product thickness. Another object of the present invention is to provide a planar optical waveguide device capable of exhibiting the same product performance and a manufacturing method thereof.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일실시 예에 따른 평판형 광도파로 소자의 제조방법은 상술한 목적을 달성하기 위하여 일정소재로 이루어진 베이스 필름을 준비하는 단계, 상기 베이스 필름의 일면에 광도파로를 적층하는 단계, 상기 광도파로와 상기 베이스 필름의 접합 면이 45°각도를 이루도록 상기 광도파로의 양단을 "V"자 형태로 소잉하는 단계, 소잉 된 상기 광도파로의 전체 면을 일정소재의 레진을 이용하여 일정두께로 코팅하는 단계 및 상기 베이스 필름을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Method of manufacturing a plate-type optical waveguide device according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a base film made of a predetermined material to achieve the above object, laminating an optical waveguide on one surface of the base film, the optical Sawing both ends of the optical waveguide in the form of a "V" so that the bonding surface of the waveguide and the base film at an angle of 45 °, coating the entire surface of the sawed optical waveguide to a predetermined thickness using a resin of a certain material And it may include the step of removing the base film.
바람직하게는 상기 레진은 상기 광도파로를 이루는 클래드와 동일한 소재로 이루어질 수 있다.Preferably, the resin may be made of the same material as the cladding of the optical waveguide.
바람직하게 본 발명의 일실시 예에 따른 평판형 광도파로 소자는 상술한 방법으로 제조될 수 있다.
Preferably, the plate-type optical waveguide device according to an embodiment of the present invention may be manufactured by the above-described method.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과가 있다.The present invention has the following excellent effects.
먼저, 본 발명의 일실시 예에 따른 평판형 광도파로 소자의 제조 방법 및 이에 의해 제조되는 광도파로 소자는 반사율이 최대가 되는 경사각을 안정적으로 유지할 수 있어 제품의 성능 및 내구성을 향상할 수 있다.First, the method of manufacturing a flat optical waveguide device and the optical waveguide device manufactured by the flat waveguide device according to an embodiment of the present invention can stably maintain the inclination angle at which the reflectance is maximized, thereby improving product performance and durability.
아울러 수요자가 요구하는 광도파로의 두께를 클래드의 두께와 관계없이 상기 광도파로의 일면에 코팅되는 레진에 의해 조절가능 함으로써, 제품두께별로 별도의 생산 공정을 구비할 필요가 없으며, 제품의 두께와 관계없이 동일한 제품 성능을 발휘할 수 있는 우수한 효과가 있다.
In addition, the thickness of the optical waveguide required by the consumer can be adjusted by the resin coated on one surface of the optical waveguide irrespective of the thickness of the cladding, so that there is no need to provide a separate production process for each product thickness and the thickness of the product. There is an excellent effect that can achieve the same product performance without.
도 1은 종래 광도파로 소자의 종단면을 나타내는 도다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 평판형 광도파로 소자의 제조방법을 나타내는 개념도다.1 is a view showing a longitudinal section of a conventional optical waveguide device.
2 is a conceptual diagram illustrating a method of manufacturing a flat plate optical waveguide device according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다. The term used in the present invention is a general term that is widely used at present. However, in some cases, there is a term selected arbitrarily by the applicant. In this case, the term used in the present invention It is necessary to understand the meaning.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
이와 관련하여 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 평판형 광도파로 소자의 제조방법을 나타내는 개념도로 도 2를 참조하면 본 발명의 일실시 예에 따른 평판형 광도파로 소자의 제조방법은 먼저, 베이스 필름(film)을 준비하는 단계를 포함한다.2 is a conceptual view illustrating a method of manufacturing a plate-type optical waveguide device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a method of manufacturing a plate-type optical waveguide device according to an embodiment of the present invention is first described below. Preparing a base film.
이때, 상기 베이스 필름은 상기 광도파로를 고정하는 역할을 수행하는 것으로 다양한 합성수지를 이용할 수 있음은 물론이며 상기 광도파로 상에 "V"자형태의 홈을 형성하고 레진(resin)을 코팅한 후 제거된다.In this case, the base film serves to fix the optical waveguide, and various synthetic resins may be used. The base film may have “V” shaped grooves on the optical waveguide and may be removed after coating a resin. do.
다음으로 준비된 상기 베이스 필름상에 상기 광도파로를 적층하는 단계로, 이때, 상기 광도파로는 사용목적에 따라 다양한 채널이 구비된 광도파로를 이용할 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 12개의 채널이 구비된 광도파로를 이용하였다.Next, the optical waveguide is laminated on the prepared base film. In this case, the optical waveguide may use an optical waveguide having various channels according to a purpose of use, but in the preferred embodiment of the present invention, 12 channels This equipped optical waveguide was used.
아울러 상기 광도파로의 적층방법은 접착제 또는 열 융착을 포함하는 다양한 방법으로 상기 베이스 필름상에 적층될 수 있으므로 이에 대한 특별한 한정은 두지 아니한다.In addition, the lamination method of the optical waveguide may be laminated on the base film by various methods including an adhesive or thermal fusion, so that there is no particular limitation on this.
다음으로 적층 된 상기 광도파로는 상기 광도파로의 양단 일정부분을 도 2에 도시된 바와 같이 상기 베이스 필름과 45°각도를 이루도록 소잉(sawing)하는 단계를 포함한다.Next, the stacked optical waveguides include sawing a portion of both ends of the optical waveguide to form a 45 ° angle with the base film as shown in FIG. 2.
이때, 상기 45°각도를 이루도록 소잉하는 이유는 상기 광도파로의 양단 경사각이 45°를 넘는 경우 입사광 또는 출력광의 반사율이 급격하게 떨어지데 예를 들어 경사각이 45°일때 반사율은 1.0이지만 경사각이 60°이면 반사율은 0.1 정도로 경사각이 45°이상이 되면 광신호의 90%정도가 손실되기 때문에 이러한 반사율의 저하를 방지하기 위하여 광도파로의 양단 경사각을 45°각도로 소잉한다.At this time, the reason for sawing to achieve the 45 ° angle is that the reflectance of the incident light or the output light drops sharply when the inclination angle of the both ends of the optical waveguide exceeds 45 °. If the incidence of the back surface is 0.1, the inclination angle of 45 ° or more is lost by about 90% of the optical signal. Therefore, the inclination angles of both ends of the optical waveguide are sawed at 45 ° to prevent the decrease of the reflectance.
한편, 상기 광도파로의 소잉방법은 다양한 방법을 이용할 수 있음은 물론이나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 45°각도의 커터 블레이드(blade)가 구비된 커터기를 이용하여 상기 경사각을 유지하며 상기 광도파로의 양단 일정부분을 소잉한다.On the other hand, the sawing method of the optical waveguide can be used a variety of methods, in the preferred embodiment of the present invention to maintain the inclined angle by using a cutter equipped with a cutter blade of 45 ° angle Sweep a portion of both ends of the waveguide.
다음으로 상술한 바와 같이 "V"자 형태로 소잉 된 상기 광도파로 상에 레진(resin)을 일정두께로 코팅(coating)하는 단계로, 이때 사용되는 레진으로는 다양한 합성수지로 이루어진 레진을 이용할 수 있음은 물론이나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 상기 광도파로를 이루는 클래드(clad)와 동일한 재질의 레진을 이용하여 상기 광도파로 상에 상기 레진을 코팅하였다.Next, as described above, a step of coating a resin to a predetermined thickness on the optical waveguide sawed in a "V" shape, wherein a resin made of various synthetic resins may be used. In addition, in the preferred embodiment of the present invention, the resin is coated on the optical waveguide using a resin of the same material as the clad forming the optical waveguide.
한편, 상기 레진의 코팅 두께는 수요자가 요구하는 광도파로 소자의 두께에 맞게 다양한 두께로 코팅될 수 있다.On the other hand, the coating thickness of the resin may be coated in various thicknesses to match the thickness of the optical waveguide device required by the consumer.
이와 관련하여 종래의 광도파로 소자의 경우, 수요자가 요구하는 광도파로 소자의 두께를 맞추기 위해서는 상기 광도파로를 구성하는 클래드 및 상기 클래드 내부에 구비되는 코어의 두께를 조정하여 수요자가 요구하는 광도파로 소자의 두께를 맞추어 납품하였으나, 이 경우 상기 클래드의 두께 증가에 따른 입사광 및 출력광의 광 손실이 발생하여 광도파로 소자의 전체 물성이 현저히 저하되는 문제가 있었다. In this regard, in the conventional optical waveguide device, in order to match the thickness of the optical waveguide device required by the consumer, the optical waveguide device required by the consumer is adjusted by adjusting the thickness of the cladding constituting the optical waveguide and the core provided in the clad. In this case, the thickness of the cladding was delivered, but in this case, light loss of incident light and output light occurred due to an increase in the thickness of the clad, resulting in a significant decrease in the overall physical properties of the optical waveguide device.
아울러 수요자가 요구하는 광도파로 소자의 두께를 맞추기 위해서는 상술한 바와 같이 클래드 및 코어의 두께를 조정하여 납품하여야 하므로 두께별로 별도의 생산공정을 갖추어야 하는 문제가 있었으며 이는 결국 대량생산의 한계와 제품 생산 단가를 높이는 문제점으로 작용하였다.In addition, in order to match the thickness of the optical waveguide device required by the consumer, as described above, the thickness of the clad and core must be adjusted and delivered, so that there is a problem of having a separate production process for each thickness. It acted as a problem to increase the.
이에 본 발명의 일실시 예에 따른 평판형 광도파로 소자의 제조방법은 상술한 종래기술과는 달리 단일 생산공정을 통해 제조되는 광도파로의 두께를 코팅되는 상기 레진의 두께로 조절하여 수요자가 요구하는 두께를 맞출 수 있어 상술한 문제점들을 해결할 수 있다.Therefore, the manufacturing method of the plate-type optical waveguide device according to an embodiment of the present invention, unlike the prior art described above, by adjusting the thickness of the optical waveguide manufactured by a single production process to the thickness of the resin to be coated by the consumer The thickness can be adjusted to solve the above problems.
마지막으로 코팅된 상기 레진이 경화된 후, 상기 베이스 필름을 제거하는 단계로 베이스 필름이 제거된 광도파로 소자는 도 2에 도시된 바와 같이 기판(substrate) 등에 부착되어 다양한 광소자로 사용이 가능하다.Finally, after the resin is coated is cured, the optical waveguide device from which the base film is removed in the step of removing the base film is attached to a substrate (substrate), etc. can be used as various optical devices.
결과적으로 본 발명의 일실시 예에 따라 제조되는 평판형 광도파로 소자는 도 1에 도시된 종래 광도파로 소자와는 달리 레진을 코팅하여 구비함으로써, 기판 등과 안정적으로 접합이 가능하여 광도파로의 양단을 기판과 이격시키지 않고 기판 상에 안정적으로 고정할 수 있어 상기 광도파로 양단의 굴곡 또는 파손에 따른 광신호 손실 방지 및 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.As a result, the plate-type optical waveguide device manufactured according to the exemplary embodiment of the present invention is provided with a resin coated, unlike the conventional optical waveguide device shown in FIG. 1, so that both ends of the optical waveguide can be stably bonded to a substrate or the like. Since it can be stably fixed on the substrate without being separated from the substrate there is an excellent effect that can prevent the optical signal loss due to bending or breakage of the both ends of the optical waveguide and improve the durability of the product.
아울러 상술한 바와 수요자가 요구하는 광도파로의 두께를 클래드의 두께와 관계없이 상기 광도파로의 일면에 코팅되는 레진에 의해 조절가능 함으로써, 제품두께별로 별도의 생산 공정을 구비할 필요가 없으며, 제품의 두께와 관계없이 동일한 제품 성능을 발휘할 수 있는 우수한 효과가 있다.
In addition, the thickness of the optical waveguide required by the consumer as described above can be adjusted by the resin coated on one surface of the optical waveguide regardless of the thickness of the clad, thereby eliminating the need for a separate production process for each product thickness. There is an excellent effect to achieve the same product performance regardless of thickness.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.
Claims (3)
일정소재로 이루어진 베이스 필름을 준비하는 단계;
상기 베이스 필름의 일면에 광도파로를 적층하는 단계;
상기 광도파로와 상기 베이스 필름의 접합 면이 45°각도를 이루도록 상기 광도파로의 양단을 "V"자 형태로 소잉하는 단계;
소잉 된 상기 광도파로의 전체 면을 일정소재의 레진을 이용하여 일정두께로 코팅하는 단계; 및
상기 베이스 필름을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로 소자의 제조방법.
In the manufacturing method of a flat plate optical waveguide device,
Preparing a base film made of a predetermined material;
Stacking an optical waveguide on one surface of the base film;
Sawing both ends of the optical waveguide in a “V” shape such that a bonding surface of the optical waveguide and the base film forms a 45 ° angle;
Coating the entire surface of the sawed optical waveguide to a predetermined thickness using a resin of a predetermined material; And
Flat panel optical waveguide device manufacturing method comprising the step of removing the base film.
상기 레진은 상기 광도파로를 이루는 클래드와 동일한 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로 소자의 제조방법.
The method of claim 1,
And the resin is made of the same material as the cladding of the optical waveguide.
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