KR101265754B1 - optical waveguide device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광 도파로 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 광 도파로 장치는 기판; 상기 기판 위에 형성되어 광신호가 전달되는 주광로와 분기광로; 상기 주광로 상에 상기 분기광로의 분기 위치에 배치되어 상기 광신호를 분기시키는 스플리터부; 및 상기 주광로 상에 배치되어 상기 광신호를 증폭시키는 증폭부;를 포함한다. 본 발명에 따른 광 도파로 장치는 광신호를 분기시키는 스플리터부와 광신호를 증폭시키는 증폭부를 사용하여 저비용, 고효율, 소형의 광 도파로 장치를 갖는 제품의 구현을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to an optical waveguide device, wherein the optical waveguide device of the present invention comprises a substrate; A main light path and a branch light path formed on the substrate to transmit an optical signal; A splitter unit disposed at a branch position of the branch light path on the main light path to branch the optical signal; And an amplifier disposed on the main light path to amplify the optical signal. The optical waveguide device according to the present invention has an advantage of facilitating the implementation of a product having a low cost, high efficiency, and small optical waveguide device by using a splitter part for branching an optical signal and an amplifier part for amplifying the optical signal.
Description
본 발명은 광 도파로 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평면형 광 도파로 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical waveguide device, and more particularly, to a planar optical waveguide device.
컴퓨터 시스템을 포함한 각종 디지털 장치들은 프로세서(processor)와 메모리(memory) 등등 수많은 구성 요소(component)들로 이루어져 있다. 이러한 구성 요소를 연결하는 방식은 크게 점대점(point-to-point) 방식과 다분기(multi-drop) 버스(bus) 방식으로 구분될 수 있다.Various digital devices, including computer systems, consist of numerous components, such as processors and memory. The method of connecting these components can be largely divided into a point-to-point method and a multi-drop bus method.
점대점 방식에서 세 개 이상의 구성 요소를 연결할 경우 모든 구성 요소를 직접 연결하는 방식(fully connected network), 각각을 연쇄적으로 연결하는 방식(daisy chain) 및 중앙 스위치(central switch)를 이용하는 방식 등이 적용 가능하다.When connecting three or more components in the point-to-point method, a method of connecting all components directly (network), daisy chaining each of them, and using a central switch may be used. Applicable
도 1은 모든 구성 요소를 직접 연결하는 방식(fully connected network)을 도시한 개략도이다. 이 방식의 경우 모든 구성 요소들 간에 직접 통신(single hop)이 가능하다는 장점이 있다.1 is a schematic diagram illustrating a fully connected network in which all components are directly connected. This approach has the advantage of allowing a single hop between all components.
그러나 이 경우 각 구성요소마다 서로 다른 모든 구성 요소를 연결하기 위한 포트(port)가 구성 요소의 쌍(pair)마다 필요하므로 그 구현의 복잡도가 구성 요소의 수가 많아짐에 따라 증가하는 단점이 있다.However, in this case, since a port for connecting all the different components for each component is required for each pair of components, the complexity of the implementation increases as the number of components increases.
또한 하나의 구성 요소에서 사용 가능한 대역폭(bandwidth)이 정해져 있으므로, 이러한 방식의 경우 각 포트의 폭(port width)이 구성 요소의 수에 반비례하게 되어 두 구성 요소 사이에 빈번한 통신이 발생할 때 통신 성능이 저하되는 상황이 발생한다.In addition, because the bandwidth available to one component is fixed, in this case, the port width of each port is inversely proportional to the number of components, so the communication performance is reduced when frequent communication between the two components occurs. A situation of deterioration occurs.
도 2는 각 구성 요소를 연쇄적으로 연결하는 방식(daisy chain)을 도시한 개략도이다. 도 2의 경우 하나의 구성 요소가 적은 수(보통 2 개)의 인접 구성 요소와만 직접적으로 연결되기 때문에 각 포트의 대역폭이 높은 장점이 있다. 이러한 방식이 적용된 예로는 Fully buffered DIMM을 들 수 있다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a daisy chain of each component. In the case of Figure 2 because one component is directly connected only to a small number (usually two) of the adjacent component has the advantage of high bandwidth of each port. An example of this approach is Fully buffered DIMM.
그러나 도 2의 경우 데이터를 교환하고자 하는 두 구성 요소(201, 204)의 거리가 멀 경우, 즉, 두 구성 요소(201, 204)가 직접적으로 연결되지 않고, 사이에 다른 구성요소들(202, 203)이 존재하는 경우에는 이러한 중간의 구성요소들(202, 203)을 거칠 때 발생하는 오버헤드(overhead) 때문에 통신의 지연시간(latency)이 길어지고 에너지의 소모가 커지는 단점이 있다.However, in the case of FIG. 2, when the two
도 3은 중앙 스위치(central switch)를 이용하는 방식을 도시한 개략도이다. 이 방식의 경우 구성요소들(301 내지 305) 간의 통신을 위해 하나의 중앙 스위치(306)만 거치면 되므로 지연 시간이 직접 연결되어 있는 경우와 큰 차이가 없고 각 포트의 대역폭이 높은 장점이 있다. 이러한 방식이 적용된 예로는 PCI Express를 들 수 있다. 그러나 도 3의 방식의 경우 구성 요소들의 수가 증가함에 따라 중앙 스위치의 설계가 복잡해지는 단점이 있다.3 is a schematic diagram illustrating a method of using a central switch. In this case, since only one
다분기 버스 방식은 여러 구성 요소를 한 세트의 통신선으로 연결하는 것을 말한다. 도 4는 이러한 다분기 버스 방식을 도시한 개략도이다. 다분기 버스 방식은 각 구성요소들(401 내지 403)이 하나의 양방향 포트만을 가지고, 중앙 스위치가 존재하지 않기 때문에 많은 수의 구성 요소들이 간단하게 연결될 수 있으며, 두 구성 요소간의 통신에 높은 대역폭이 확보될 수 있다는 장점이 있다.The multi-branch bus method refers to connecting several components to a set of communication lines. 4 is a schematic diagram illustrating such a multi-branch bus scheme. In the multi-branch bus method, since each of the
이러한 장점들 때문에 다분기 버스 방식은 컴퓨터 시스템 등 많은 디지털 장치 분야에서 폭넓게 활용되어 왔으며, 그 대표적인 예로는 processor-memory interconnect와 peripheral device interconnect 등이 있다.Because of these advantages, the multi-branch bus method has been widely used in many digital device fields such as computer systems, and representative examples thereof include processor-memory interconnects and peripheral device interconnects.
그러나 다분기 버스 방식의 경우 통신선으로 사용되는 전선(electrical wire)의 특성 때문에 많은 구성 요소가 하나의 전선에 연결되었을 때 임피던스 미스매치(impedance mismatch)로 인해 반사되는 통신 신호들이 노이즈로 작용하여 통신 시스템의 채널 특성을 악화시켜 사용 가능 대역폭이 1 Gbps 미만으로 제한되는 단점이 있다.However, in the multi-branch bus method, due to the characteristics of the electric wire used as a communication line, when a large number of components are connected to one wire, communication signals reflected by impedance mismatches act as noise, causing communication system to fail. Degrading the channel characteristics of the available bandwidth has a disadvantage that is limited to less than 1 Gbps.
이에 비해 점대점 연결 방식의 경우 채널 특성이 상대적으로 양호하고 부가잡음, 부호 간 간섭 등을 최소화시키는 이퀄라이징(equalizing) 기술 등의 발달로 10 Gbps 이상의 대역폭에도 적용이 가능하여, 최근의 고속/고성능 디지털 장치에서는 점대점 연결 방식이 선호되는 경향이 있다.On the other hand, in the point-to-point connection method, the channel characteristics are relatively good, and the development of an equalizing technology that minimizes side noise and inter-signal interference is applicable to bandwidths of 10 Gbps or more. In devices, point-to-point connections tend to be preferred.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 본 발명은 구성 요소의 수가 증가하여도 설계 및 구현이 간단하고 가용 대역폭의 저하가 없고 신호의 손실(signal loss)이 적은 고성능, 고효율의 광 도파로 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a high-performance, high-efficiency optical waveguide device that is simple in design and implementation, no degradation of available bandwidth, and low signal loss, even though the number of components increases. The purpose.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판; 기판 위에 형성되어 광신호가 전달되는 주광로와 분기광로; 주광로 상에 분기광로의 분기 위치에 배치되어 광신호를 분기시키는 스플리터부; 및 주광로 상에 배치되어 광신호를 증폭시키는 증폭부;를 포함하는 광 도파로 장치를 개시한다.In order to solve the above problems, the present invention is a substrate; A main optical path and a branch optical path formed on a substrate to transmit an optical signal; A splitter unit disposed at a branch position of the branch light path on the main light path to branch an optical signal; And an amplifier disposed on the main optical path to amplify the optical signal.
본 발명에 따른 광 도파로 장치는 광 도파로 장치는 제1스플리터부 및 제2스플리터부를 포함하는 복수개의 스플리터부를 포함하고 본 발명에 따른 광 도파로 장치에서 증폭부는 제1스플리터부 및 제2스플리터부 사이에 배치될 수 있다.In an optical waveguide device according to the present invention, the optical waveguide device includes a plurality of splitter parts including a first splitter part and a second splitter part, and an amplifying part is disposed between the first splitter part and the second splitter part in the optical waveguide device according to the present invention. Can be deployed.
본 발명에 따른 광 도파로 장치는 광신호를 생성하는 발광부;를 더 포함하고, 본 발명에 따른 광 도파로 장치에서 증폭부는 발광부와 스플리터부 사이에 배치될 수 있다.The optical waveguide device according to the present invention may further include a light emitting part for generating an optical signal. In the optical waveguide device according to the present invention, the amplifying part may be disposed between the light emitting part and the splitter part.
본 발명에 따른 광 도파로 장치에서 증폭부는 집광소재와 결합된 고분자 물질로 이루어질 수 있다.In the optical waveguide device according to the present invention, the amplifying unit may be made of a polymer material combined with a light collecting material.
상기와 같은 본 발명의 광 도파로 장치는 전선을 사용하는 경우와 달리 도파로(waveguide)를 이용해 광신호를 교환(optical signaling)하므로 임피던스 미스매치로 인한 가용 대역폭의 저하가 없고 도파로로 인한 신호의 손실(signal loss)이 적어 고성능, 고효율의 다분기 버스 방식의 구현을 가능케 하는 장점이 있다.The optical waveguide device of the present invention as described above uses optical waveguides to transmit optical signals, unlike the case in which wires are used. Therefore, there is no degradation of available bandwidth due to impedance mismatch and loss of signal due to waveguide ( Low signal loss has the advantage of enabling high performance, high efficiency multi-branch bus.
또한 본 발명의 광 도파로 장치는 광신호를 증폭하는 증폭부를 활용하므로 광통신 구성요소(optical component)의 복잡성이 완화되고 광통신 구성요소의 광출력(optical power)의 효율성이 높아지는 장점이 있다.In addition, since the optical waveguide device of the present invention utilizes an amplifier for amplifying an optical signal, complexity of an optical communication component is alleviated and an efficiency of optical power of the optical communication component is increased.
또한, 광통신 구성 요소의 수가 증가하더라도 저비용, 고효율의 모듈형 광통신 프로세서-메모리 인터페이스(optical processor-memory interface)를 비교적 용이하게 설계 및 구현할 수 있는 장점이 있다.In addition, even if the number of optical communication components is increased, a low cost, high efficiency modular optical communication processor-memory interface can be relatively easily designed and implemented.
도 1은 종래의 모든 구성 요소를 직접 연결하는 방식을 도시한 개략도이다.
도 2는 종래의 각 구성 요소를 연쇄적으로 연결하는 방식을 도시한 개략도이다.
도 3은 종래의 중앙 스위치를 이용하는 방식을 도시한 개략도이다.
도 4는 종래의 다분기 버스 방식을 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치의 일부 구조를 간략하게 도시한 도면
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치의 일부 구조를 간략하게 도시한 도면
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치를 도시한 평면도
도 10은 증폭부를 사용하지 않는 실시예에 따른 광 도파로 장치를 설명하기 위한 도면
도 11 및 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치를 도시한 평면도
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 증폭부의 광신호 증폭 원리를 도시한 도면1 is a schematic diagram illustrating a method of directly connecting all conventional components.
2 is a schematic diagram illustrating a method of connecting each conventional component in a chain.
3 is a schematic diagram showing a method of using a conventional center switch.
4 is a schematic diagram showing a conventional multi-branch bus scheme.
FIG. 5 is a view schematically illustrating some structures of an optical waveguide device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view briefly illustrating some structures of an optical waveguide device according to an embodiment of the present invention;
7 to 9 are plan views illustrating an optical waveguide device according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining an optical waveguide device according to an embodiment that does not use an amplifier.
11 and 12 are plan views illustrating an optical waveguide device according to an embodiment of the present invention.
13 is a view showing an optical signal amplification principle of the amplifier according to an embodiment of the present invention
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 또한, 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 참조 번호 및 부호로 나타내어질 수 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. In addition, for convenience of explanation, components may be exaggerated or reduced in size. In addition, it should be noted that the same components in the drawings may be represented by the same reference numerals and symbols even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the embodiments of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
먼저, 도 5와 도6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치의 일부 구조를 간략하게 살펴보도록 한다.First, the structure of the optical waveguide device according to an exemplary embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 5 and 6.
도 5에서 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치는 기판(501)과 기판(501) 위에 코어 물질로 형성된 코어(502)를 포함한다. 이러한 코어(502)는 광신호가 전달되는 경로인 광로에 해당하는 것으로, 도 5에서 코어(502)의 횡방향 양 측면부 및 상부는 공기로 둘러싸여 있다.In FIG. 5, an optical waveguide device according to an embodiment of the present invention includes a
도 6에서 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치는 기판(601)과 기판(601) 위에 코어 물질로 형성된 코어(602) 및 클래딩 물질로 형성된 클래딩(603)을 포함한다.In FIG. 6, an optical waveguide device according to an embodiment of the present invention includes a
도 6에서 클래딩(603)은 코어(602)의 주변을 감싸도록, 즉, 코어(602)의 양 횡방향 양측에 배치되는 것으로 도시되어 있으나 클래딩(603)은 코어(602)의 상부까지 감싸도록 형성되어 배치되는 것도 가능하다.In FIG. 6, the
도 5와 도 6에서 광 도파로 장치는 코어(502, 602)를 이루는 물질과 주변 물질, 즉, 도 5에서의 공기와 도 6에서의 클래딩(603) 및/또는 공기와의 굴절률 차에 의해 코어(502, 602) 내부 반사가 발생하는 현상을 이용한다. 이러한 현상에 의해 코어(502, 602)가 광신호가 전달되는 광로가 되는 것이다.In FIGS. 5 and 6, the optical waveguide device has a core due to a refractive index difference between the material constituting the
즉, 본 발명에서 광로는 광신호를 가이드(guide)할 수 있는 구조물을 말한다. 광신호는 두 물질의 굴절률 차이에 따른 내부 반사 현상에 의해 광로를 따라 진행하는 신호를 말하는 것으로 광 주파수(optical frequency) 영역에 해당하는 전자기파를 포함한다.That is, in the present invention, the optical path refers to a structure capable of guiding an optical signal. An optical signal refers to a signal traveling along an optical path by an internal reflection phenomenon due to a difference in refractive index between two materials, and includes an electromagnetic wave corresponding to an optical frequency region.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치를 평면도로 도시한 것이다. 주광로(702)와 분기광로(703)는 광신호가 전달되는 경로로 기판 위에 형성된다.7 is a plan view showing an optical waveguide device according to an embodiment of the present invention. The main
도 7에서 광신호는 화살표 방향을 따라 진행된다. 광신호 가운데 주광신호(71)는 주광로(702)를 따라 화살표 방향으로 진행되며, 분기광신호(72)는 분기 위치에서 주광신호(71)로부터 분기되어 분기광로(703)를 따라 화살표 방향으로 진행된다.In FIG. 7, the optical signal proceeds along the direction of the arrow. Among the optical signals, the main
본 명세서에서 광신호는 편의상 화살표 방향으로 진행하는 것으로 설명하고 있으나 화살표 방향은 신호의 대략적인 진행 방향을 의미하는 것이고 실제 광신호의 세부적인 진행 방향은 정확하게 이와 일치하지 않을 수 있다.In the present specification, the optical signal is described as traveling in an arrow direction for convenience, but the arrow direction means an approximate traveling direction of the signal, and the detailed traveling direction of the actual optical signal may not exactly coincide with this.
스플리터부(701)는 스플리터부(701)에 입사되는 광신호의 일부는 반사하고 일부는 통과시키는 것이다. 즉, 스플리터부(701)는 주광신호(71)를 나누어 일부는 분기광신호(72)가 되어 분기광로(703) 방향으로 반사되도록 하고, 일부는 주광로(702) 방향을 따라 계속 진행되도록 한다. 이와 같이 광신호를 분기시키는 스플리터부(701)는 주광로(702) 상에 분기 위치에 배치된다.The
스플리터부(701)는 광신호의 일부는 반사시키고 일부는 투과시키기 위해 광로를 이루는 코어보다 굴절률이 낮은 물질을 사용하거나 부분 반사 거울을 사용할 수 있으며, 스플리터부(701)의 재료는 공기(air)일 수도 있다.The
증폭부(704)는 입력되는 광신호의 세기를 증폭시켜 출력하는 것이다. 증폭부(704)는 주광로(702) 상에 배치되어 증폭부(704)에 입력되는 광신호를 증폭시켜 화살표 방향으로 세기가 증폭된 광신호가 출력되도록 한다.The
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치를 평면도로 도시한 것이다. 8 is a plan view showing an optical waveguide device according to an embodiment of the present invention.
도 8에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치는 제1스플리터부(7011)와 제2스플리터부(7012)를 포함하는 복수개의 스플리터부를 포함하고, 증폭부(704)는 제1스플리터부(7011)와 제2스플리터부(7012) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 광 도파로 장치는 제1분기광로(721) 및 제2분기광로를 포함하는 복수개의 분기광로를 포함할 수 있다. 분기광로의 개수는 통상적으로 스플리터부의 개수와 동일하다.As shown in FIG. 8, the optical waveguide device according to the exemplary embodiment of the present invention includes a plurality of splitters including a
도 8에서 주광로(702)를 따라 진행하다가 제1스플리터부(7011)에 입사한 주광신호(71) 중 일부는 제1스플리터부(7011)에서 반사되는 제1분기광신호(721)가 되어 제1분기광로(7031) 방향으로 진행하고, 반사되지 않은 주광신호(71)는 증폭부(704)로 입력된다.In FIG. 8, some of the main light signals 71 traveling along the main
증폭부(704)는 입력된 주광신호(71)의 세기를 증폭시켜 출력하여 주광신호(71)가 주광로(702)를 따라 화살표 방향으로 계속 진행하도록 한다.The
증폭부(704)에서 증폭된 후 주광로(702)를 따라 진행하다가 제2스플리터부(7012)에 입사한 주광신호(71) 중 일부는 제2스플리터부(7012)에서 반사되는 제2분기광신호(722)가 되어 제2분기광로(7032) 방향으로 진행하고, 반사되지 않은 주광신호(71)는 주광로(702)를 따라 진행한다.After being amplified by the
도 8에서 제1스플리터부(7011)와 제2스플리터부(7012)의 굴절률, 유전율의 물리적인 특성이나 소재의 종류, 크기, 반사각도 등은 서로 동일할 수도 있고 상이할 수도 있으며 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 필요에 따라 자유롭게 선택할 수 있다.In FIG. 8, the physical properties of the refractive index and the dielectric constant of the
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치를 평면도로 도시한 것이다. 9 is a plan view showing an optical waveguide device according to an embodiment of the present invention.
도 9에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로 장치는 광신호를 생성하는 발광부(901)를 더 포함하고, 증폭부(704)는 발광부와 스플리터부(701) 사이에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 9, the optical waveguide device further includes a
발광부(901)는 광로(702, 703)를 따라 전달될 수 있는 광신호를 생성하는 것이다. 발광부(901)의 일 예로는 전기적 데이터를 광신호로 변환하는 전자-광 컨버터(electrical-optical converter; E/0 converter)를 들 수 있다.The
도 9에서 발광부(901)가 생성한 주광신호(71)는 주광로(702)를 따라 화살표 방향으로 진행하여 증폭부(704)로 입력된다.In FIG. 9, the main
증폭부(704)는 입력된 주광신호(71)의 세기를 증폭시켜 출력하여 주광신호(71)가 주광로(702)를 따라 화살표 방향으로 계속 진행하도록 한다.The
증폭부(704)에서 증폭된 후 주광로(702)를 따라 진행하다가 스플리터부(701)에 입사한 주광신호(71) 중 일부는 스플리터부(701)에서 반사되는 분기광신호(72)가 되어 분기광로(703) 방향으로 진행하고, 반사되지 않은 주광신호(71)는 주광로(702)를 따라 진행한다.After being amplified by the amplifying
도 9의 실시예에 따르면 발광부(901)와 스플리터부(701) 사이에 증폭부(704)가 배치되므로 보다 낮은 세기의 주광신호(71)를 생성하는 발광부(901)를 이용하는 것이 가능해지는 장점이 있다. According to the embodiment of FIG. 9, since the
예를 들어 도 9에서 스플리터부(701)가 스플리터부(701)에 입사되는 주광신호의 1/2은 분기시키고 1/2는 투과시키며, 분기광신호(72)의 세기는 100μW이어야 한다고 가정한다. For example, in FIG. 9, it is assumed that the
이러한 가정 하에 만일 발광부(901)와 스플리터부(701) 사이에 증폭부(704)가 없다면 발광부(901)는 200μW의 세기를 갖는 주광신호(71)를 생성해야 한다. 그러나 도 9에서와 같이 발광부(901)와 스플리터부(701) 사이에 증폭부(704)가 위치한다면 발광부(901)가 생성하는 주광신호(71)의 세기가 200μW보다 작더라도 적절한 광 증폭 성능을 갖는 증폭부(704)를 선택한다면 스플리터부(701)에 입사되는 주광신호(71)의 세기가 200μW가 되도록 설계할 수 있다.Under this assumption, if there is no
한편, 광신호를 분기시키기 위해 본 발명의 스플리터부(701) 대신 Y자형 분기광로를 이용하는 방식도 생각해볼 수 있다. 즉, 광로를 따라 진행하는 단일 광신호를 분기시켜 여러 방향으로 보내고자 할 때 수신측 광로를 Y자 형으로 분기하고, 분기된 광로의 수신측 선단을 다시 Y자 형으로 분기하는 것을 반복하여 원하는 개수의 분기광신호의 개수가 만들어질 때까지 광로를 분기하는 방식이다.On the other hand, a method of using a Y-shaped branched light path instead of the
이와 같이 스플리터부(701) 없이 Y자형 분기를 이용하는 분기 방식을 이용하는 경우 광 도파로 장치의 면적 및/또는 부피가 비대해질 수 있는 문제점이 있다. 특히 집적회로를 비롯한 각종 디지털 장치들이 집적률이 높아지고 소형화되는 추세에 비추어 봤을 때 이러한 면적 및/또는 부피가 비대해지는 문제는 치명적 단점이 아닐 수 없어, 본 발명과 같이 스플리터부(701)를 이용하여 광신호를 분기시키는 것이 바람직하다.As such, when using the branching method using the Y-shaped branch without the
본 발명과 관련하여 증폭부(704) 없이 하나 또는 복수의 스플리터부(701)를 포함하여 광 도파로 장치를 구현하는 방식도 생각해볼 수 있다. In connection with the present invention, a method of implementing an optical waveguide device including one or
예를 들어 도 10에서와 같이 주광신호(71)는 증폭부에서 광신호가 증폭되지 않은 채 여러 개의 스플리터부(701)를 거치고 각 스플리터부(701)는 주광신호로(71)부터 여러 개의 분기광신호(72)를 분기시킬 수 있다.For example, as shown in FIG. 10, the main
도 10의 예에서 분기광신호(72)들의 세기가 100μW로 동일해야 하고, 가장 좌측의 스플리터부(701)에 입사하는 주광신호(71)의 세기가 800μW라고 가정한다. 이 경우 주광신호(71)의 세기는 스플리터부(701)를 통과할 때마다 도 10에 표시된 바와 같이 광신호의 세기가 100μW씩 감소하여 700μW, 600μW, 500μW, 400μW가 된다.In the example of FIG. 10, it is assumed that the intensity of the branch light signals 72 is equal to 100 μW, and that the intensity of the main
그런데 이와 같이 증폭부(704)를 사용하지 않은 광 도파로 장치의 경우 다음과 같은 문제점이 있다.However, the optical waveguide device which does not use the
첫 번째 문제점은 복수개의 스플리터부(701)가 각각 서로 다른 특성을 갖도록 설계 및 제조되어야 한다는 점이다. 도 10의 예에서 가장 좌측의 스플리터부(701)는 1/8의 광신호는 분기시키고 7/8의 광신호는 투과시켜야 한다. 그리고 좌측에서 두 번째 스플리터부(701)는 1/7의 광신호는 분기시키고 6/7의 광신호는 투과시켜야 한다. 우측에서 두 번째 스플리터부(701)는 1/6의 광신호는 분기시키고 5/6의 광신호는 투과시켜야 한다.The first problem is that the plurality of
이와 같이 각 스플리터부(701)는 그 투과율이나 반사율(reflectivity)이 서로 달라야 한다. 이를 위해서는 스플리터부(701)가 그 배치 위치에 따라 서로 다른 재료로 구성되거나 그 크기나 두께가 다르게 형성되거나 스플리터부(701)가 반사 거울일 경우 반사 각도가 스플리터부(701)의 다르게 세팅되어 배치되어야 한다. As such, each
즉, 복수개의 스플리터부(701)는 분기의 위치나 개수에 따라 서로 다른 분기 특성을 갖도록 설계 및 제조되어야 한다. 이는 광 도파로 장치의 제조의 복잡성의 증대로 이어져 제품의 양산을 어렵게 하고 제조기간 및 제조 비용의 증대로 이어진다.That is, the plurality of
두 번째 문제점은 광신호의 세기(optical power)와 관련된 효율성이 떨어진다는 점이다. 광신호를 수신하는 모듈이 N 개라고 가정하고 시스템을 설계하는 경우 광신호를 송신하는 모듈은 N 개의 수신 모듈이 광신호를 수신할 수 있을 정도의 세기(power)를 갖는 광신호를 생성해야 한다. The second problem is that the efficiency related to the optical power is inferior. When designing a system with N modules receiving optical signals, a module transmitting optical signals should generate an optical signal having a power enough to receive the optical signals. .
그런데 실제로 디지털 장치 제조 시에는 필요에 따라 N 개보다 작은 개수의 광신호 수신 모듈이 실장(populate)될 수 있다. 이러한 경우 광신호를 송신하는 모듈은 불필요하게 큰 세기를 갖는 광신호를 생성할 수 있다. 설령 광신호를 송신하는 모듈의 광신호 출력 레벨을 조정할 수 있다 하더라도 최대 출력 레벨 가운데 일부는 불필요하게 될 수도 있다.In practice, however, fewer than N optical signal receiving modules may be populated when necessary in the manufacture of digital devices. In this case, the module for transmitting the optical signal may generate an optical signal with an unnecessary large intensity. Even if the optical signal output level of the module transmitting the optical signal can be adjusted, some of the maximum output level may be unnecessary.
도 10의 예에서 광신호를 송신하는 모듈(미도시)이 생성하는 주광신호의 최대 세기가 800μW라고 가정한다면, 100μW의 세기를 갖는 광신호를 수신하는 모듈은 최대 8 개까지 분기광로 측에 실장될 수 있다. In the example of FIG. 10, assuming that the maximum intensity of the main light signal generated by the module (not shown) transmitting the optical signal is 800 μW, up to 8 modules receiving the optical signal having the intensity of 100 μW may be provided on the side of the branch light path. Can be mounted.
그러나 광 도파로 장치를 실제로 적용하는 경우 광신호를 수신하는 모듈의 개수가 용도에 따라 6 개 또는 7 개만 필요한 경우 800μW 가운데 일부는 불필요할 수 있다. 또한 용도에 따라 필요로 하는 광신호를 수신하는 모듈의 개수가 8 개를 초과하는 경우 800μW를 초과하는 출력 세기를 갖는 광신호 생성 모듈을 제작해야 한다.However, when the optical waveguide device is actually applied, some of the 800 μW may be unnecessary when only 6 or 7 modules are required to receive the optical signal, depending on the application. In addition, if the number of modules for receiving the optical signal required according to the application exceeds 8, the optical signal generating module having an output intensity exceeding 800μW should be manufactured.
큰 세기를 갖는 광신호를 생성하기 위해서는 광신호 생성 모듈의 크기가 커지거나 설계가 복잡해지고, 제조 단가 및 제품의 가격이 상승되는 결과를 가져온다는 점, 광신호를 수신하는 모듈의 개수에 따라 다른 출력 세기를 갖는 광신호 생성 모듈을 선택해야 하므로 범용성 및 확장성이 떨어진다는 점 등을 고려해볼 때 증폭부(704)를 사용하지 않은 채 여러 개의 광신호 수신 모듈에 대해 분기회로를 적용하는 것은 부적절할 수 있다.In order to generate an optical signal having a large intensity, the size of the optical signal generating module becomes large or the design becomes complicated, and the manufacturing cost and the price of the product are increased, which depends on the number of modules receiving the optical signal. Considering the fact that the optical signal generating module having the output strength is selected, the generality and the scalability are poor, it is inappropriate to apply the branch circuit to the multiple optical signal receiving modules without using the
그러나 본 발명에서와 같이 증폭부(704)를 이용하면 스플리터부(701)가 통일될 수 있어 광 도파로 장치의 제조의 복잡성이 완화되고 광신호를 송신하는 모듈의 측면에서 무리하게 광신호의 출력 세기를 높일 필요가 없어 광신호의 출력 세기와 관련된 효율성이 증대되고 광신호를 수신하는 모듈의 개수가 증가 또는 감소하더라도 용이하게 설계를 확장할 수 있는 장점이 있다.However, when the amplifying
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 스플리터부(701) 및 증폭부(704)를 포함하는 광 도파로 장치를 도시한 평면도이다. 이하에서는 도 11을 통해 앞서 언급한 증폭부(704)를 사용하는 본 발명의 장점에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.11 is a plan view illustrating an optical waveguide device including a
도 11의 예에서 광신호를 생성하는 모듈(미도시)이 생성하는 주광신호(71)의 세기가 200μW이고, 분기광신호(72)들의 세기가 100μW로 동일하며, 증폭부(704)는 입력된 광신호의 세기를 2배로 증폭시킨다고 가정한다.In the example of FIG. 11, the intensity of the main
도 11에서 가장 좌측의 스플리터부(701)에 입사된 주광신호(71)의 일부는 분기광로(72) 방향으로 100μW의 세기의 분기광신호로 분기되고, 나머지 주광신호(71)의 세기는 100μW로 감소된다. 좌측의 증폭부(704)는 이러한 주광신호(71)의 세기를 2 배로 증폭하여 우측으로 출력한다. In FIG. 11, a part of the main
좌측의 증폭부(704)에서 출력된 200μW 세기의 주광신호(71)는 좌측에서 두 번째의 스플리터부(701)에 입사되어 역시 마찬가지로 100μW의 세기의 분기광신호로 분기되고 나머지 주광신호의 세기는 100μW로 감소된다.The main
이와 같이 증폭부(704)를 이용하면 스플리터부(701)의 개수가 증가하더라도 스플리터부(701)들은 그 배치 위치 등에 따라 유전율이나 반사율, 반사각도 등이 달라지지 않고 균일한 성능을 갖도록 제조 및 실장될 수 있는 장점이 있다. 도 11의 예에서 스플리터부(701)는 그 배치 위치와 관계없이 모두 1/2의 광신호는 분기시키고 1/2의 광신호는 투과시키는 특성을 갖는다.Using the amplifying
그리고 광신호를 생성하는 모듈(미도시)의 경우 무리하게 그 광신호의 출력 세기를 높일 필요가 없어지므로 모듈 설계의 복잡도가 완화되고 제품의 소비 전력 및 가격이 낮아지고 크기가 작아질 수 있다. In the case of a module (not shown) generating an optical signal, it is not necessary to increase the output strength of the optical signal forcibly, so that the complexity of the module design may be alleviated, the power consumption and price of the product may be lowered, and the size may be reduced.
또한 광신호를 수신하는 모듈(미도시)의 개수가 변화하더라도 광신호를 생성하는 모듈(미도시)은 일정한 수준의 낮은 세기의 주광신호(71)를 생성하면 되며, 필요한 경우 증폭부(704)의 개수를 변화시켜 실장하면 된다.In addition, even if the number of modules (not shown) for receiving the optical signal is changed, the module (not shown) for generating the optical signal may generate the main
즉, 도 11의 예에서 분기광로(72)의 개수에 증가함에 따라 증폭부(704)가 추가로 배치되면 되므로 모듈 및 제품 설계의 확장성과 용이성이 높아지는 장점이 있다.That is, in the example of FIG. 11, as the number of branch
도 12는 본 발명의 다른 실시예에서 두 가지 종류의 스플리터부(1201, 1202)를 포함하는 광 도파로 장치를 도시한 평면도이다. 12 is a plan view showing an optical waveguide device including two kinds of
도 12에서 좌측에서 첫 번째 및 세 번째 스플리터부들(1201)은 입사된 광신호의 1/3은 분기시키고 2/3는 투과시킨다. 또한 좌측에서 두 번째 및 네 번째 스플리터부들(1202)은 입사된 광신호의 1/2은 분기시키고 1/2은 투과시킨다.In FIG. 12, the first and
이처럼 증폭부(704)의 좌측 및 우측에 배치되는 스플리터부들(1201, 1202)은 굴절률, 유전율, 반사율 등의 물리적인 특성이나 소재의 종류, 크기, 반사각도 등은 서로 동일할 수도 있고 상이할 수도 있으며 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 필요에 따라 자유롭게 선택할 수 있다.As described above, the
도 10 및 도 11에서 살펴본 바와 같이 스플리터부와 증폭부의 종류와 개수를 적절히 선택하여 연쇄적으로 연결하면 분기광로의 개수를 유동적으로 변화시키면서 이와 무관하게 적은 양의 전력만이 광신호 생성 모듈에서 필요하므로 본 발명에 따른 광 도파로 장치가 적용된 전체 시스템의 효율성이 증대될 수 있다.As shown in FIGS. 10 and 11, when the type and number of splitters and amplification units are properly selected and connected in series, only a small amount of power is required in the optical signal generation module while changing the number of branched light paths flexibly. Therefore, the efficiency of the entire system to which the optical waveguide device according to the present invention is applied can be increased.
본 발명에 따른 광 도파로 장치는 기존의 전선을 이용한 다분기 버스 방식과 달리 광 도파로(optical waveguide)를 다분기 버스 방식에 적용하므로 임피던스 미스매치(impedance mismatch)로 인한 가용 대역폭의 저하가 없고 도파로로 인한 신호 손실(signal loss)이 적어 고성능, 고효율의 다분기 버스 아키텍쳐의 설계 및 구현을 가능케 한다.In the optical waveguide device according to the present invention, unlike the conventional multi-branch bus method using an electric wire, the optical waveguide is applied to the multi-branch bus method, and thus there is no degradation of the available bandwidth due to impedance mismatch and the waveguide path is reduced. Low signal loss allows the design and implementation of high-performance, high-efficiency multi-branch bus architectures.
본 발명에 따른 광 도파로 장치는 프로세서-메모리 인터커넥트(processor-memory interconnect)와 주변 장치 인터커넥트(peripheral device interconnect)를 비롯한 각종 컴퓨터 시스템의 다분기 버스 방식에 적용될 수 있다. The optical waveguide device according to the present invention can be applied to multi-branch bus schemes of various computer systems including processor-memory interconnects and peripheral device interconnects.
본 발명의 일실시예에 따른 광 도파로를 적용하는 경우 신호를 생성하여 전달하고자 하는 송신기(transmitter)는 direct modulator 혹은 광원(light source)과 separate modulator로 구성되는 E/O(Electrical-to-Optical) 컨버터(converter)로 구성될 수 있고, 수신기(receiver)는 포토 디텍터(photo detector)가 O/E(Optical-to-Electrical) 컨버터로 구성될 수 있으며, 광원으로는 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 등이 이용될 수 있으나 본 발명은 이에 한정되지는 않는다.In the case of applying the optical waveguide according to an embodiment of the present invention, a transmitter to generate and transmit a signal may include a direct modulator or a light source and a separate modulator (electrical-to-optical). It may be configured as a converter, the receiver may be configured as an optical-to-electrical (O / E) converter as a photo detector, and as a light source, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL). Etc. may be used, but the present invention is not limited thereto.
본 발명에 따른 광 도파로(optical waveguide)에는 광섬유(optical fiber) 또는 공동(空洞) 금속(hollow metal) 등이 사용될 수 있다. 특히 PCB 기판 상에 부착되어 고정된 컴퓨터 부품을 광 도파로로 연결하는 칩 간 통신(chip-to-chip communication), 특히 스플리터부를 많이 사용해야 하는 다분기 버스 방식에 의한 통신이 필요한 경우, 광섬유를 이용하면 제조 공정 및 통신 품질 저하 등의 문제가 야기되므로 광 도파로에 공동 금속을 사용하는 것이 적절할 수 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.In the optical waveguide according to the present invention, an optical fiber or a hollow metal may be used. In particular, when fiber-to-chip communication, which connects a fixed computer component attached to a PCB board to an optical waveguide, especially a multi-branch bus method that requires a large number of splitters, is needed, It may be appropriate to use a cavity metal in the optical waveguide because problems such as a manufacturing process and communication quality deterioration are caused, but the present invention is not limited thereto.
본 발명에서 광 도파로는 절연체(dielectric) 물질로 이루어진 절연체 광 도파로(dielectric waveguide)일 수도 있으며 금속으로 이루어진 금속 광 도파로(metallic waveguide)일 수도 있다.In the present invention, the optical waveguide may be an insulator optical waveguide made of an insulator material or a metallic waveguide made of metal.
본 발명에 따른 광 도파로 장치는 광섬유를 이루고 있는 실리카와 광집적회로의 주요 재료인 화합물 반도체와 같이 무기물을 기반으로 만들어질 수 있으며, 증폭부(704)는 이러한 무기물에 빛을 흡수하고 방출할 수 있는 물질을 집어넣는 방식으로 만들어질 수 있다. 그 대표적인 예로는 Er 이온을 이용한 Erbium-doped fiber amplifier(EDFA)와 Erbium-doped waveguide amplifier(EDWA) 등이 있다.The optical waveguide device according to the present invention may be made based on an inorganic material such as silica constituting an optical fiber and a compound semiconductor which is a main material of an optical integrated circuit, and the
또한 본 발명에 따른 광 도파로 장치는 무기물 대신 고분자 물질을 주요 재료로 이용하여 만들어질 수도 있다. 무기물에 비해 고분자 물질의 경우 다음과 같은 장점이 있다. 첫째로 다양한 종류의 기판 위에 고분자 박막을 용이하게 형성할 수 있으며, 둘째로 포토리쏘그래피(photo-lithography), 엠보싱(embossing), 몰딩(molding), 레이저 제거(laser ablation) 등의 공정을 사용하여 저비용으로 패터닝(patterning)을 할 수 있다. 셋째로 다양한 물질과 구조를 갖는 고분자 물질을 합성할 수 있어 이를 통해 고분자물질의 물리적, 화학적 특징을 조절할 수 있다. In addition, the optical waveguide device according to the present invention may be made using a polymer material as a main material instead of an inorganic material. Compared to inorganic materials, polymer materials have the following advantages. Firstly, polymer thin films can be easily formed on various kinds of substrates. Secondly, photolithography, embossing, molding, laser ablation, etc. are used. Patterning can be done at low cost. Third, polymer materials having various materials and structures can be synthesized, thereby controlling physical and chemical characteristics of the polymer materials.
이러한 장점들 때문에 고분자 물질을 기반으로 형성된 광도파로는 온보드(on-board) 그리고 칩 간(chip-to-chip) optical interconnect로 용이하게 적용될 수 있다.Because of these advantages, optical waveguides based on polymeric materials can be easily applied to on-board and chip-to-chip optical interconnects.
도 13은 본 발명에 따른 증폭부(704)의 증폭 원리를 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서 본 발명에 따른 증폭부(704)가 광신호를 증폭시키는 원리를 간략하게 설명하면 다음과 같다. 13 is a view schematically showing the principle of amplification of the
증폭부(704)에 광신호 이외에 추가로 여기광(pump light)이 입사되면 증폭부(704)에 포함된 광증폭 분자가 여기광을 흡수하고, 흡수된 여기광의 광 에너지는 광증폭분자의 중심에 놓여 있는 원자로 이동하게 된다. 이렇게 여기된 원자는 신호 광자(signal photon)의 유도 방출(stimulated emission)을 가능하게 하여 증폭부(704)는 입력된 광신호의 세기를 증폭하여 출력하게 된다.When an additional excitation light is incident to the
고분자 물질은 다양한 단분자 물질을 이용한 집광소재(light-harvesting materials)와 잘 혼합될 수 있는 호스트(host)로서 작용할 수 있다. 단분자 물질의 예로는 포르피린(Porphyrin)계 착화합물이나 덴드리머형 착화합물을 들 수 있다. The polymeric material can act as a host that can be mixed well with light-harvesting materials using various monomolecular materials. Examples of monomolecular substances include porphyrin-based complex compounds and dendrimer-type complex compounds.
본 발명에 따른 증폭부(704)는 고분자 물질의 이러한 성질을 이용하여 집광소재와 결합된 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 집광소재와 혼합된 고분자 물질을 재료로 사용한 증폭부(704)는 Er 이온을 이용한 Erbium-doped fiber amplifier(EDFA)와 Erbium-doped waveguide amplifier(EDWA)보다 더 큰 증폭 성능을 기대할 수 있다.The amplifying
증폭부(704)는 광로와 구분되는 별도의 회로로 구성될 수도 있고, 광로와 일체로 형성될 수도 있다. 증폭부(704)가 광로와 일체로 형성되는 경우 광로에 추가적으로 집광소재를 도핑(doping)시킨 부분에 여기광을 입사시키는 부분이 증폭부(704)가 될 수 있다. 즉, 증폭부(704)는 광로의 전부분에 걸쳐 혹은 일부분에 도핑된 집광소재에 입사된 여기광을 흡수하여 광신호를 증폭시킬 수 있다.The
집광소재는 Er이나 다양한 단분자물질을 이용한 것일 수 있다. 이러한 집광소재는 광로의 전체에 걸쳐 골고루 도핑될 수도 있고, 광로의 일부에 선택적으로 도핑될 수도 있다. The light collecting material may be Er or various monomolecular materials. Such light collecting materials may be evenly doped throughout the light path, or selectively doped into a portion of the light path.
광로의 전체에 걸쳐 골고루 집광소재가 도핑된 경우 본 발명에 따른 광 도파로 장치의 설계자는 여기광이 입사되는 위치를 자유롭게 선택하여 증폭부를 배치하면 된다. 광로의 일부분에 선택적으로 집광소재가 도핑된 경우 이 부분에 증폭부가 배치되며 여기광은 이 부분에 입사되어야 할 것이다. 이러한 여기광은 광신호를 증폭시키기 위한 에너지를 제공하기 위해 입사되는 빛을 말한다.When the light converging material is uniformly doped over the entire optical path, the designer of the optical waveguide device according to the present invention may freely select a position where the excitation light is incident and arrange an amplifier. In the case where the light collecting material is selectively doped in a part of the optical path, an amplification part is disposed in this part and the excitation light should be incident on this part. Such excitation light refers to light incident to provide energy for amplifying an optical signal.
만일, 광로가 고분자 물질을 기반으로 형성된 경우, 즉, 광로가 고분자 물질로 이루어진 경우에는 이러한 고분자 물질에 집광소재가 도핑된 부분에 증폭부가 배치될 수 있을 것이다.If the optical path is formed on the basis of the polymer material, that is, when the optical path is made of the polymer material, the amplification unit may be disposed at a portion doped with the light collecting material on the polymer material.
이상에서 실시예를 통해 설명한 본 발명의 기술적 범위는 상기 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 발명의 보호 범위에 속한다 해야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It is clear to those who have knowledge of. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the protection scope of the invention described in the claims of the present invention.
특히, 상기에서 설명한 각 실시예와 관련된 도면에서 주광로와 분기광로가 이루는 각도 및 스플리터부에 의한 반사각도가 90°인 것처럼 도시되어 있으나 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 해치지 않는 범위 내에서의 위 각도를 변경하여 실시하는 것은 모두 본 발명의 범위에 속함은 자명하다.Particularly, in the drawings related to the above-described embodiments, the angle formed by the main light path and the branch light path and the reflection angle by the splitter are shown as 90 °, but this is for convenience of description and the present invention is not limited thereto. It is obvious that all implementations of the above-mentioned angles within the scope of not impairing the gist of the present invention belong to the scope of the present invention.
Claims (5)
광신호를 생성하는 전자-광 컨버터인 발광부;
상기 기판 위에 형성되어 상기 광신호가 전달되는 주광로와 분기광로;
상기 주광로 상에서 상기 분기광로의 분기 위치인 상기 발광부에서 증폭부 그리고 상기 증폭부에서 이웃한 증폭부 사이에 배치되어 상기 광신호를 분기시키도록 복수개가 구비되는 스플리터부; 및
상기 주광로 상에 다수 배치되어 각각이 동일한 세기로 상기 광신호를 증폭시키며, 상기 주광로의 전체 또는 일부에 선택적으로 도핑될 수 있는 집광소재와 혼합된 고분자 물질로 이루어지는 증폭부;를 포함하고,
상기 증폭부가 상기 주광로와 일체로 형성되어 상기 주광로에 집광소재가 도핑된 부분에 배치되면서 상기 집광소재에 입사된 여기광을 흡수하여 상기 광신호를 증폭시키고,
상기 스플리터부는 굴절률, 유전율, 반사율의 물리적인 특성이나 소재의 종류, 크기, 반사각도가 모두 균일하며, 분기기점마다 설치된 상기 스플리터부를 투과하면서 분기광신호만큼 감소된 주광신호의 세기가 광신호 수신 모듈이 분기광신호를 수신할 수 있을 정도의 세기가 되도록 상기 스플리터부가 하나 이상 배치되고,
상기 광신호의 광 도파로(optical waveguide)는 광섬유(optical fiber) 또는 공동(空洞) 금속(hollow metal)이 사용되어 온보드(on-board) 또는 칩 간(chip-to-chip) 광학 인터커넥트(optical interconnect)에 적용되면서, 절연체 광 도파로(dielectric waveguide) 또는 금속 광 도파로(metallic waveguide)인 광 도파로 장치.Board;
A light emitting unit which is an electro-optical converter for generating an optical signal;
A main light path and a branch light path formed on the substrate to which the optical signal is transmitted;
A splitter unit disposed between the amplifying unit and the amplifying unit adjacent to the amplifying unit, the splitter unit being provided on the main optical path to branch the optical signal; And
And amplifying parts disposed on the main light paths, each amplifying the optical signal with the same intensity, and comprising an amplifying part made of a polymer material mixed with a light converging material which can be selectively doped in whole or in part of the main light path.
The amplifying unit is formed integrally with the main light path and disposed in a portion doped with the light collecting material to absorb the excitation light incident on the light collecting material to amplify the optical signal.
The splitter unit has a uniform refractive index, dielectric constant, and physical properties of reflectance, and the type, size, and reflection angle of the material are uniform, and the intensity of the main light signal reduced by the branch light signal while passing through the splitter unit installed at each branch point is an optical signal receiving module At least one splitter unit is disposed to have a strength sufficient to receive the split light signal,
The optical waveguide of the optical signal may be formed using on-board or chip-to-chip optical interconnects using optical fiber or hollow metal. ), Which is an insulator optical waveguide or metallic waveguide.
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