KR101334710B1 - 1×ｎ 광스위치 - Google Patents

1×ｎ 광스위치 Download PDF

Info

Publication number
KR101334710B1
KR101334710B1 KR1020130045704A KR20130045704A KR101334710B1 KR 101334710 B1 KR101334710 B1 KR 101334710B1 KR 1020130045704 A KR1020130045704 A KR 1020130045704A KR 20130045704 A KR20130045704 A KR 20130045704A KR 101334710 B1 KR101334710 B1 KR 101334710B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waveguide
waveguide part
optical switch
output
input
Prior art date
Application number
KR1020130045704A
Other languages
English (en)
Inventor
김진봉
표진구
이지훈
Original Assignee
주식회사 피피아이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 피피아이 filed Critical 주식회사 피피아이
Application granted granted Critical
Publication of KR101334710B1 publication Critical patent/KR101334710B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
    • G02B6/3548—1xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12016—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the input or output waveguides, e.g. tapered waveguide ends, coupled together pairs of output waveguides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12033—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by means for configuring the device, e.g. moveable element for wavelength tuning
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 1×N 광 스위치는 하나의 입력도파로를 갖는 제1 도파로부, N개의 출력도파로를 갖는 제2 도파로부, N개의 출력도파로와 대응하는 N개의 홈, 상기 입력도파로가 상기 N개의 출력도파로 중 하나에 대응하도록 상기 제1 도파로부 또는 제2 도파로부를 이송시키는 이송장치, 및 상기 N개의 홈 중 하나에 위치되어 상기 이송장치에 의해 대응된 입력도파로와 출력도파로를 광정렬시키는 정렬봉을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

1×Ｎ 광스위치 {1×Ｎ Optical Switch}
본 발명은 1×N 광 스위치에 관한 것이다. 정밀 광 정렬을 위해 그루브를 이용하는 1×N 광 스위치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
1×N 광 스위치는 하나의 입력 광신호를 물리적, 기계적 열광학적 특성 등을 이용하여 특정 채널(channel, Port)로 신속하게 스위칭해주는 소자로, 입력 채널이 다수인 N×N 매트릭스 구조의 광 스위치와 구분된다.
광 스위치 분야에서 이루고 싶은 가장 이상적인 1×N 광 스위치는 평판형 광도파로 소자(PLC: Planar Lightwave Circuit)를 사용하여 매우 작고(128채널 기준 2㎝이내), 매우 간단한 동작 원리 및 구조를 구현하는 스위치이다.
입력단을 특정 출력단에 이송시켜 정렬시키기 위해 가스를 이용한 에어 트랩(Air Trap)이나 스텝모터 등의 모터를 이용하여 이송시키기에는 광 정렬 오차가 1㎛(0.001㎜) 이내에 들어와야 하는 PLC의 특성상 어떤 정밀 기계 설비로도 이 오차 내의 정밀도를 만족시켜 이송시킬 수 없어 제작이 불가능하다.
보통 PLC를 제작할 수 있는 방법으로 MZI(Mach-Zehnder Interferometer)를 이용한 열광학적 특성을 이용하거나 MEMS(Microelectromechanical System)의 방법을 이용하여 제작하는 방법이 있다.
그러나 MZI의 경우, 매우 높은 정밀도가 필요하여 양산이 요구되는 산업적으로 적용하기 힘든 실험실적 기술이고, 히터를 위해 Au(금) 패턴이 추가로 요구되기 때문에 공정 단가도 비싸고 히터를 사용하여 제어하기 때문에 설치 후 높은 유지비용이 소모된다.
MEMS의 경우도 정밀한 제어가 가능하나 제작 비용이 비싸고 다채널에서 먼 거리를 이송하게 될 때 기계적 정밀도의 한계에 위해 광정렬 오차가 발생하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 1×N 광 스위치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 그루브를 이용함으로써 상용화된 이송 장치로도 특성을 만족시킬 수 있는 1×N 광 스위치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 1×N 광 스위치는 하나의 입력도파로를 갖는 제1 도파로부, N개의 출력도파로를 갖는 제2 도파로부, N개의 출력도파로와 대응하는 N개의 홈, 상기 입력도파로가 상기 N개의 출력도파로 중 하나에 대응하도록 상기 제1 도파로부 또는 제2 도파로부를 이송시키는 이송장치, 및 상기 N개의 홈 중 하나에 위치되어 상기 이송장치에 의해 대응된 입력도파로와 출력도파로를 광정렬시키는 정렬봉을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 1×N 광 스위치는 상기 N개의 홈은 상기 제1 도파로부 및 제2 도파로부 상부에 형성되어 있으며, 상기 정렬봉은 상기 제1 도파로부 및 제2 도파로부와 이격되어 있고, 상기 이송장치에 의해 상기 제1 도파로부 또는 상기 제2 도파로부가 이동한 후 하강하며, 상기 제1 도파로부에 형성된 홈과 상기 제2 도파로부에 형성된 홈 사이에 위치하여 대응된 입력도파로와 출력도파로를 광정렬시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 1×N 광 스위치는 상기 N개의 홈은 상기 제2 도파로부 상부에 형성되어 있고, 상기 정렬봉은 상기 제1 도파로부로부터 상기 제2 도파로부 쪽으로 돌출되도록 상기 제1 도파로부에 결합되어 있으며, 상기 이송장치는 상기 입력도파로가 상기 N개의 출력도파로 중 하나에 대응하도록 상기 제1 도파로부를 상승, 수평이동 및 하강시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 1×N 광 스위치는 제1 도파로부 및 제2 도파로부가 위치되는 가이드 기판을 더 포함하고, 상기 가이드 기판에는 상기 제1 도파로부 또는 상기 제2 도파로부의 수평 이동 경로를 따라 가이드 홈이 형성되고, 상기 제1 도파로부 또는 상기 제2 도파로부 하부에는 상기 가이드 홈에 삽입되는 가이드 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 1×N 광 스위치는 상기 N개의 홈은 상기 가이드 기판 상부에 형성되어 있으며, 상기 정렬봉은 상기 이송 장치에 의해 이동되는 제1 도파로부 또는 제2 도파로부 하부에 부착되어 있는 것을 특징으로 하며, 정렬봉으로 인한 입력도파로와 출력도파로 사이의 높이차를 보상하기 위한 보조봉을 상기 제2 도파로부와 받침대 사이에 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 1×N 광 스위치에서 제1 도파로부와 상기 제2 도파로부는 서로 이격되어 있으며, 이격된 제1 도파로부와 제2 도파로부 사이의 광전달 효율을 높이기 위한 렌즈가 상기 제1 도파로부 출력단에 더 구비되어 있거나 상기 제1 도파로부의 출력단이 렌즈가공될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 1×N 광 스위치에서 제1 도파로부와 제2 도파로부는 하나의 PLC소자를 절단하여 형성한다.
본 발명은 그루브를 이용함으로써 상용화된 이송 장치로도 특성을 만족시킬 수 있는 1×N 광 스위치를 제공하는 효과를 갖는다.
제1도는 이상적인 1×N 광 스위치를 보여주는 도면이다.
제2도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치를 보여주는 도면이다.
제3도 및 제4도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치의 도파로부 상부에 홈을 형성하기 위한 웨이퍼 공정을 보여주는 도면이다.
제5도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치의 도파로부 상부에 홈을 형성하는 다른 방법을 보여주는 도면이다.
제6도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치의 도파로부를 제조하는 방법을 보여주는 도면이다.
제7도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치의 제1 영역과 제2 영역의 움직임을 보여주는 도면이다.
제8도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치의 광정렬 방법을 보여주는 도면이다.
제9도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 1×N 광 스위치를 보여주는 도면이다.
제10도는 본 발명의 제3 실시예에 따른 1×N 광 스위치를 보여주는 도면이다.
제11도 및 제12도는 본 발명의 제4 실시예에 따른 1×N 광 스위치를 보여주는 도면이다.
제13도는 본 발명의 제4 실시예에 따른 1×N 광 스위치의 동작을 보여주는 도면이다.
제14도는 제1 도파로부와 제2 도파로부 사이의 광전달 효율을 높이기 위한 렌즈 구성 및 렌즈가공된 상태를 보여주는 도면이다.
본 발명은 1×N 광 스위치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 1×N 광 스위치는 하나의 입력도파로를 갖는 제1 도파로부, N개의 출력도파로를 갖는 제2 도파로부, N개의 출력도파로와 대응하는 N개의 홈, 입력도파로가 N개의 출력도파로 중 하나에 대응하도록 이송시키는 이송장치, 및 대응된 입력도파로와 출력도파로를 광정렬시키는 정렬봉을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
출력도파로와 대응하는 N개의 홈과 입력도파로가 출력도파로 중 하나에 대응하도록 이동한 후 대응된 입력도파로와 출력도파로를 광정렬시키기 위해 상기 홈에 위치되는 정렬봉에 의해 본 발명에 따른 1×N 광 스위치는 상용화된 이송 장치로도 도 1에 도시된 바와 같은 이상적인 1×N 광 스위치의 특성을 만족시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 따른 1×N 광 스위치의 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 이하 더 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 1×N 광 스위치의 제1 실시예가 도 2에 도시되어 있다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치(1000)는 하나의 입력도파로를 갖는 제1 도파로부(100A)와 N개의 출력도파로를 갖는 제2 도파로부(100B)를 포함하며, 제1 도파로부와 제2 도파로부 상부에 N개의 출력도파로(12)에 대응하는 N개의 홈(21)(V-그루부)이 형성되어 있다.
이러한 1×N 광 스위치는 도 2(b)에 도시된 바와 같이 이송장치(미도시)에 의해 입력도파로가 N개의 출력도파로 중 하나에 대응하도록 이송되며, 정렬봉(30)이 제1 도파로부와 제2 도파로부 상부에 형성된 홈에 위치하면서 대응된 입력도파로와 출력도파로가 정확히 광정렬된다.
이와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치를 제조하는 방법을 도 3 내지 도 6을 참조로 보다 상세히 설명한다.
우선 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치의 제1 도파로부(100A)와 제2 도파로부(100B)를 형성하기 위해 도 3(a)에 도시된 바와 같이 웨이퍼(1)에 복수 개의 단위 PLC 소자(10)를 형성한다.
각각의 단위 PLC 소자(10)에는 하나의 입력도파로와 복수 개의 출력도파로가 형성되어 있다. 입력도파로(11)와 출력도파로(12)는 웨이퍼 내부에 형성된 것이므로 도 3(a) 도시된 바와 달리 실제로는 웨이퍼 표면에서 육안으로 그 패턴을 확인할 수 없다. 그러나 도 3(a)에서는 이해를 돕기 위해 입력도파로(11)와 출력도파로(12) 패턴을 웨이퍼(1) 표면에 표시하였다.
웨이퍼에 위와 같은 PLC 소자를 형성하는 방법은 당업자에게 널리 알려져 있으므로 이에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 및 제2 도파로부 상부에 복수 개의 홈을 형성하기 위해 위와 같이 복수 개의 단위 PLC소자를 웨이퍼(1)에 형성하는 것과는 별도로 도 3(b)에 도시된 바와 같이 웨이퍼(2)에 복수 개의 단위 정렬 플레이트(20)를 형성한다.
복수 개의 단위 정렬 플레이트(20)의 패턴은 웨이퍼(1)에 형성된 복수 개의 단위 PLC소자(10)의 패턴과 정확히 일치하도록 형성하며, 각각의 단위 정렬 플레이트(20)에는 단위 PLC소자(10)의 출력도파로(12)에 대응하는 복수 개의 홈(21)을 표면에 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같은 1×N 광 스위치의 제1 도파로부(100A)와 제2 도파로부(100B)를 형성하기 위해 도 3(a)의 웨이퍼(1) 위에 도 3(b)의 웨이퍼(2)를 적층하여 결합시킨 후 절단하여 도 3(c)에 도시된 하나의 칩(100)으로 개별화한다.
이와 같이 하나의 웨이퍼(1)에 복수 개의 단위 PLC 소자(10)를 형성하고, 별도의 웨이퍼(2)에 이와 일치하는 패턴을 갖는 복수 개의 단위 정렬 플레이트(20)를 형성하여 두 개의 웨이퍼(1, 2)를 결합한 후 절단하여 복수 개의 칩(100)을 만드는 것이 생산성에 더 우수하지만 필요에 따라서는 도 4에 도시된 바와 같이 웨이퍼(1)에서 단위 PLC 소자(10)를 추출한 후 그 크기에 맞는 정렬 플레이트(20)를 결합하여 하나의 칩(100)을 만들 수도 있다. 이런 경우 웨이퍼(1)에 형성된 단위 PLC 소자의 패턴과 웨이퍼(2)에 형성된 단위 정렬 플레이트(20)의 패턴은 일치하지 않아도 좋다.
또한 상부에 홈이 형성된 하나의 칩(100)을 만들기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 입력도파로(11)와 출력도파로(12)를 갖는 PLC 소자(10)를 형성한 후 형성된 도파로를 손상시키지 않도록 도파로 사이사이 또는 도파로 상부에 홈(21)을 형성할 수도 있다.
위와 같은 방법으로 하나의 칩(100)이 만들어지면(도 6(a)) 입력도파로(11)가 형성된 제1 도파로부(100A)와 복수 개의 출력도파로(12(1)~12(N))가 형성된 제2 도파로부(100B)를 잘라 분리한다(도 6(b)).
본 발명에 따른 1×N 광 스위치는 이와 같이 하나의 PLC소자(10)에서 제1 도파로부와 제2 도파로부를 절단하여 사용함으로써 높이 방향에 있어 제1 도파로부의 입력도파로(11)와 제2 도파로부의 출력도파로(12)의 정확한 광 정렬이 가능하다.
위와 같이 분리된 제1 도파로부(100A)와 제2 도파로부(100B)의 절단면은 입력도파로(11)로부터 출력도파로(12)로의 광 신호 전달 효율을 높이기 위해 앵글 폴리싱(Angle Polishing) 처리하며(도 6(c)), 절단면이 앵글 폴리싱 처리된 제1 도파로부(100A)와 제2 도파로부(100B)를 다시 광정렬시켜 본 발명의 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치를 완성시킨다(도 6(d)).
이와 같이 완성된 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치(1000)는 홈(21)에 삽입되는 정렬봉을 이용함으로써 가스나 모터와 같은 통상의 이송수단을 이용해서도 입력도파로(11)와 출력도파로(12)를 광 정렬 허용오차 이내의 범위로 정확히 광정렬시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 1×N 광 스위치(1000)의 동작을 도 7과 도 8을 참조로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치(1000)는 제1 도파로부(100A)에 형성된 하나의 입력도파로(11)로부터 제2 도파로부(100B)에 형성된 복수 개의 출력도파로(12(1)~12(N)) 중 하나로 신호를 전달하기 위해 도 7에 도시된 바와 같이 이송장치(미도시)에 의해 제1 도파로부(100A)가 이동된다(제2 도파로부가 이동하도록 구성하거나 제1, 2 도파로부가 모두 이동하도록 구성할 수도 있음).
이러한 이동에 의해 입력도파로(11)는 복수 개의 출력 도파로 중 신호를 전달해야할 하나의 출력도파로(12)에 대응하도록 이동된다.
그러나 앞서 설명한 바와 같이 가스나 모터와 같은 통상의 이송수단을 이용하는 이송 장치로는 광 정렬 허용 오차가 1㎛(0.001㎜) 이내로 입력도파로가 출력도파에 대응하도록 정밀하게 이송시킬 수 없으며, 도 8(a)에 도시된 바와 같이 이송 장치에 의해 이송된 제1 도파로부(100A)의 입력도파로(11)는 제2 도파로부(100B)의 대응하는 출력도파로(12)와 오차 범위 이내로 광정렬되지 않는다.
이 때 도 8(b)에 도시된 바와 같이 정렬봉(30)이 하강하면서 도 8(c)에 도시된 바와 같이 제1 도파로부(100A)와 제2 도파로부(100B)의 홈(21) 사이에 위치되고, 홈(21)과 정렬봉(30)에 의해 입력도파로(11)는 대응하는 출력도파로에 정확하게 광정렬된다.
정렬봉은 수평 방향에 있어서 제2 도파로부의 중심에 위치하여 제1 도파로부의 수평이동과 상관없이 상하 이동만을 하도록 구성할 수 있으며, 제1 도파로부의 수평이동과 함께 정렬봉도 수평이동 하도록 구성할 수도 있다.
상기 정렬봉은 효율적인 구조인 원형 막대(Bar) 형태로 도시되어 있으나 홈의 형상에 따라서 삼각형 막대, 다각형 막대 등의 형태도 가능하다.
다시 도 7을 참조하면, 지금까지의 설명을 통해 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치(1000)의 제1 도파로부(100A)는 입력도파로가 형성된 영역(도 7에서 빗금친 부분) 이외의 부분은 실질적으로 1×N 광 스위치의 기능 및 동작에 필수적인 부분이 아님을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서 입력도파로가 형성된 영역 이외의 자투리 영역을 잘라내어 1×N 광 스위치의 크기를 줄일 수도 있다.
또한 도 2 내지 도 8에는 제1 도파로부 및 제2 도파로부 상부에 N개의 출력도파로에 대응하는 N개의 홈을 형성한 것을 도시하고 있으나 제1 도파로부 상부에 적어도 1개, 제2 도파로부 상부에 N개의 홈을 형성하여도 된다(반대도 가능). 이 때 제1 도파로부 상부에 형성된 1개의 홈은 입력도파로 상부에 형성하는 것이 바람직하며, 정렬봉 역시 제1 도파로부와 함께 이동하거나 제2 도파로부가 이동하도록 구성하면 된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 1×N 광 스위치(2000)가 도 9에 도시되어 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 1×N 광 스위치(2000)는 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치 하부에 가이드 기판(40)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드 기판(40)은 이송장치에 의한 제1 도파로부(200A)의 이동을 가이드 하기 위한 것이다. 이를 위해 가이드 기판(40)에는 제1 도파로부의 이동을 가이드 하기 위해 제1 도파로부의 이동 경로를 따라 가이드 홈(43)이 형성되어 있다. 또한 제1 도파로부(200A)의 아래 부분에는 가이드 홈에 삽입될 수 있는 가이드 돌기(13)가 형성된다.
이러한 가이드 기판(40)은 입력 광 케이블 등이 입력 도파로(11)에 연결되거나 출력 광 케이블 등이 출력 도파로(12)에 연결되는 것에 방해되지 않도록 도 9에 도시된 바와 같이 가이드 기판(40)의 폭이 제1 도파로부와 제2 도파로부 영역 밖으로 돌출되지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 가이드 기판(40)의 일측에는 도 9(a)에 도시된 바와 같이 제2 도파로부(200B)가 분리되지 않게 결합되고 제1 도파로부(200A)는 이동을 위해 가이드 기판(40)에 분리 가능하게 위치한다. 이 때 제1 도파로부의 가이드 돌기(13)는 가이드 기판(40)의 가이드 홈(43)에 삽입되며, 이러한 가이드 구조는 제1 도파로부(200A)가 이송장치에 의해 이동될 때 제1 도파로부(200A)가 제2 도파로부(200B)와 수평 방향에 있어 허용 범위 이상으로 이격되지 않도록 가이드 한다.
비록 도 9는 제1 도파로부(200A)가 이송장치에 의해 이동되는 것을 예시적으로 도시하였으나 제2 도파로부(200B)가 이동되거나 제1 도파로부 및 제2 도파로부가 모두 이동되도록 구성할 수도 있으며, 이러한 구성을 위해 당업자는 제2 도파로부 하부에 가이드 돌기를 형성하고 이에 대응하는 가이드 홈을 기판에 형성하면 된다.
상기와 같은 가이드 기판(40) 및 도파로부 하부의 가이드 돌기(13) 이외의 구성 및 1×N 광 스위치(2000)의 동작은 제1 실시예에 따른 1×N 광 스위치(1000)와 동일하기 때문에 이에 관한 상세한 설명은 제1 실시예에서의 설명으로 갈음하기로 한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 1×N 광 스위치(3000)가 도 10에 도시되어 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 1×N 광 스위치(3000)는 정렬봉(30)이 도파로부와 분리되어 있는 제1 실시예(1000) 및 제2 실시예(2000)와 달리 정렬봉(30)이 제1 도파로부 또는 제2 도파로부에 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
도 10에 정렬봉(30)이 제1 도파로부(300A)의 일측에 결합되어 있는 것이 예시적으로 도시되어 있으며, 제1 도파로부에 결합된 정렬봉이 제2 도파로부 상부에 형성된 홈에 위치되면서 제1 도파로부의 입력도파로와 제2 도파로부의 출력도파로가 광정렬하게 된다.
이 때 정렬봉은 제1 도파로가 이송장치에 의해 수평 이동할 경우에도 대응하는 제2 도파로부의 홈에 위치될 수 있도록 가능한 입력도파로(11)에 가까운 곳에 결합되어 있는 것이 바람직하다.
제3 실시예에 따른 1×N 광 스위치(3000)는 제1 실시예(1000) 및 제2 실시예(2000)와 달리 정렬봉(30)이 도파로부에 결합되어 있기 때문에 도 10(a)에 도시된 바와 같이 제1 도파로부(300A)가 이송장치에 의해 이동될 때 정렬봉(30)이 제2 도파로부(300B) 상부에 형성된 홈(21)에 걸리지 않도록 약간 상승한 후 출력도파로 중 하나에 대응하도록 이동한 후 다시 하강하도록 구성한다.
이 때 제1 도파로부(300A)가 이동을 위해 상승하더라도 가이드 돌기(13)는 가이드 기판(40)의 가이드 홈(43) 내에 위치되도록 구성하여 제1 도파로부가 제2 도파로부와 수평 방향에 있어 허용 범위 이상으로 이격되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
제3 실시예에 따른 1×N 광 스위치(3000)는 제1 도파로부 또는 제2 도파로부에 정렬봉이 결합되어 있기 때문에 도파로부 상부의 홈은 정렬봉과 결합되지 않은 나머지 도파로부(도 10의 경우 제2 도파로부(300B))에만 형성할 수도 있다.
정렬봉과 도파로부의 결합 및 도파로부의 이동 방식 이외의 구성 및 동작은 앞선 실시예에서의 설명과 동일하므로 이에 관한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 1×N 광 스위치(4000)가 도 11에 도시되어 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 1×N 광 스위치(4000)는 앞선 실시예들과 달리 입력도파로와 출력도파로의 광정렬을 위한 홈(21)이 가이드 기판(40)에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
따라서 제1 내지 제3 실시예의 제1 도파로부 및 제2 도파로부와 달리 제4 실시예에서의 제1 도파로부(400A)와 제2 도파로부(400B) 상부에는 광정렬을 위한 홈(21)이 형성되지 않으며, 홈(21)이 형성된 가이드 기판(40)의 일측에 제2 도파로부(400B)를 결합시키고 제1 도파로부(400A)의 가이드 돌기(13)가 가이드 기판의 가이드 홈(43)에 삽입되도록 제2 도파로부(400A)를 가이드 기판(40) 위에 위치시킨다.
다만 가이드 기판(40)에 홈이 형성되어 있으므로 제1 내지 제3 실시예와 달리 제4 실시예에 따른 1×N 광 스위치(4000)는 도 12에 도시된 바와 같이 제1 도파로부(400A)와 가이드 기판(40) 사이에 정렬봉(30)이 위치한다.
제1 도파로부(400A)와 가이드 기판(40) 사이에 위치하는 정렬봉(30)은 앞선 실시예에서의 정렬봉들과 마찬가지로 제1 도파로부(400A)가 이송장치에 의해 이동된 후 입력도파로(11)와 대응하는 출력도파로(12) 사이에 광정렬을 하기 위한 것이다. 따라서 도 12(b)에 도시된 바와 같이 제1 도파로부(400A) 하부에 결합되어 제1 도파로부가 이송장치에 의해 이동될 때 함께 이동하며, 결합 위치는 도 12(b)에 도시된 바와 같이 중앙 즉, 입력도파로(11) 아래 부분이 적합하다.
반면, 제2 도파로부(400B)와 가이드 기판(40) 사이에는 제1 도파로부와 제2 도파로부의 높이를 맞추기 위한 보조봉(50)이 위치할 수 있다. 제1 도파로부(400A)와 가이드 기판(40) 사이의 정렬봉(30A) 때문에 제1 도파로부는 가이드 기판과 조금 이격된다. 이러한 경우 제2 도파로부를 가이드 기판 위에 바로 위치시킬 경우 제1 도파로부의 입력도파로와 제2 도파로부의 출력도파로의 높이가 서로 맞지 않아 광신호가 제대로 전달될 수 없다. 따라서 제2 도파로부(400B)와 가이드 기판(40) 사이에도 동일한 정렬봉(30B)을 위치시켜 제1 도파로부와 제2 도파로부의 높이, 정확하게는 입력도파로(11)와 출력도파로(12)의 높이를 맞추는 것이다.
도 12에는 제1 도파로부와 제2 도파로부의 높이를 맞추기 위해 정렬봉(30)과 동일한 봉을 보조봉(50)으로 사용하였으나 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않으며 높이를 맞추기 위한 어떤 다른 구성도 사용될 수 있다.
이와 같은 제4 실시예에 따른 1×N 광 스위치(4000)는 제1 도파로부(400A) 아래에 결합된 정렬봉(30) 때문에 홈(21)이 형성된 가이드 기판(40) 위에서 수평 이동할 수 없다.
따라서 도 13에 도시된 바와 같이 제1 도파로부(400A)가 약간 상승하고(도 13(a)참조), 입력도파로(11)가 복수 개의 출력도파로 중 하나의 출력도파로(12(N))에 대응하도록 수평 이동된 후(도 13(b)참조), 하강하면서 제1 도파로부 하부의 정렬봉(30)이 대응하는 홈에 위치하여 입력도파로(11)와 대응하는 출력도파로(12(N))가 정확히 광정렬하게 된다(이러한 이동은 제3 실시예도 동일함).
지금까지 복수 개의 홈 형성 위치, 정렬봉 위치에 따라 제1 실시예 내지 제4 실시예의 구체적인 예를 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 1×N 광 스위치를 구체적으로 설명하였다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 1×N 광 스위치는 하나의 PLC 소자를 분할하여 제1 도파로부와 제2 도파로부를 형성하였기 때문에 입력도파로와 출력도파로 사이의 상하 높이 방향에서의 광 정렬은 당연히 정확히 일치한다.
그러나 좌우는 이송시키는 기계적 장치의 오차로 인해 1㎛ 이내의 광 정렬을 보여주기 어려우며, 이를 위해 본 발명에 따른 1×N 광 스위치는 복수 개의 홈(V-그루브(V-groove))과 정렬봉을 이용하여 광정렬 정밀도를 완성하는 방법으로 이상적인 1×N 광 스위치 구조를 구현할 수 있다.
또한 광정렬된 입력도파로(11)와 출력도파로(12) 사이에 광손실이 발생하지 않기 위해서는 입력도파로와 출력도파로가 밀착될 수 있도록 하여야 한다. 그러나 완전히 밀착된 상태에서 좌우로 이동하거나 약간 상승하여 이동한 후 하강하는 구조는 인덱스 매칭 오일(Index Matching Oil)이나 젤(Gel)을 사용하더라도 다소 문제가 발생할 수도 있다.
따라서 도 14에 도시된 바와 같이 제1 도파로부와 제2 도파로부를 약간 이격시키고 입력도파로의 일측에 오목, 볼록 렌즈를 부착하거나(도 14(a), (b) 참조), 입력도파로 끝단을 렌즈 가공(도 14(c) 참조)하여 입력도파로(11)에서 출력된 광신호가 출력도파로에 효과적으로 입사되도록 할 수 있다.
비록 지금까지 구체적인 실시예를 참고로 본 발명을 상세히 설명하였으나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 수정 및 변형되어 실시될 수 있으며, 그러한 수정 및 변형 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (8)

  1. 하나의 입력도파로를 갖는 제1 도파로부;
    N개의 출력도파로를 갖는 제2 도파로부;
    N개의 출력도파로와 대응하는 N개의 홈;
    상기 입력도파로가 상기 N개의 출력도파로 중 하나에 대응하도록 상기 제1 도파로부 또는 제2 도파로부를 이송시키는 이송장치; 및
    상기 N개의 홈 중 하나에 위치되어 상기 이송장치에 의해 대응된 입력도파로와 출력도파로를 광정렬시키는 정렬봉;
    을 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 도파로부와 상기 제2 도파로부는 하나의 PLC소자를 절단하여 형성한 것을 특징으로 하는 1×N 광 스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 홈은 상기 제1 도파로부 및 제2 도파로부 상부에 형성되어 있으며,
    상기 정렬봉은 상기 제1 도파로부 및 제2 도파로부와 이격되어 있고, 상기 이송장치에 의해 상기 제1 도파로부 또는 상기 제2 도파로부가 이동한 후 하강하며, 상기 제1 도파로부에 형성된 홈과 상기 제2 도파로부에 형성된 홈 사이에 위치하여 대응된 입력도파로와 출력도파로를 광정렬시키는 것을 특징으로 하는 1×N 광 스위치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 홈은 상기 제2 도파로부 상부에 형성되어 있고,
    상기 정렬봉은 상기 제1 도파로부로부터 상기 제2 도파로부 쪽으로 돌출되도록 상기 제1 도파로부에 결합되어 있으며,
    상기 이송장치는 상기 입력도파로가 상기 N개의 출력도파로 중 하나에 대응하도록 상기 제1 도파로부를 상승, 수평이동 및 하강시키는 것을 특징으로 하는 1×N 광 스위치.
  4. 제1항에 있어서,
    제1 도파로부 및 제2 도파로부가 위치되는 가이드 기판을 더 포함하고,
    상기 가이드 기판에는 상기 제1 도파로부 또는 상기 제2 도파로부의 수평 이동 경로를 따라 가이드 홈이 형성되고,
    상기 제1 도파로부 또는 상기 제2 도파로부 하부에는 상기 가이드 홈에 삽입되는 가이드 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 1×N 광 스위치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 N개의 홈은 상기 가이드 기판 상부에 형성되어 있으며,
    상기 정렬봉은 상기 이송 장치에 의해 이동되는 제1 도파로부 또는 제2 도파로부 하부에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 1×N 광 스위치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정렬봉으로 인한 입력도파로와 출력도파로 사이의 높이차를 보상하기 위한 보조봉을 상기 제2 도파로부와 받침대 사이에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 1×N 광 스위치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도파로부와 상기 제2 도파로부는 서로 이격되어 있으며, 이격된 제1 도파로부와 제2 도파로부 사이의 광전달 효율을 높이기 위한 렌즈가 상기 제1 도파로부 출력단에 더 구비되어 있거나 상기 제1 도파로부의 출력단이 렌즈가공되어 있는 것을 특징으로 하는 1×N 광 스위치.
  8. 삭제
KR1020130045704A 2012-11-01 2013-04-24 1×ｎ 광스위치 KR101334710B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120123109 2012-11-01
KR1020120123109 2012-11-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101334710B1 true KR101334710B1 (ko) 2013-12-05

Family

ID=49986841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130045704A KR101334710B1 (ko) 2012-11-01 2013-04-24 1×ｎ 광스위치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101334710B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950008628Y1 (ko) * 1995-06-05 1995-10-12 후루카와덴키코교 카부시키가이샤 4단절환 광스위치
JPH10268212A (ja) * 1997-03-26 1998-10-09 Hitachi Ltd 光スイッチ
JP2001264573A (ja) 2000-03-15 2001-09-26 Ngk Insulators Ltd 光導波路と光ファイバの光軸調整治具及び光軸調整方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950008628Y1 (ko) * 1995-06-05 1995-10-12 후루카와덴키코교 카부시키가이샤 4단절환 광스위치
JPH10268212A (ja) * 1997-03-26 1998-10-09 Hitachi Ltd 光スイッチ
JP2001264573A (ja) 2000-03-15 2001-09-26 Ngk Insulators Ltd 光導波路と光ファイバの光軸調整治具及び光軸調整方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10215919B2 (en) Optical coupling arrangement
US6654523B1 (en) Optical alignment guide and method for aligning an optical fiber array with an optical integrated circuit
CN109683082B (zh) 一种用于光学芯片的测试系统及测试方法
US11215770B2 (en) Method and system for two-dimensional mode-matching grating couplers
CN110741294B (zh) 光波导芯片的连接结构
CN105425339B (zh) 一种方向耦合器
US20110135265A1 (en) Method of forming waveguide facet and photonics device using the method
US20190121030A1 (en) Optical coupler for coupling light in/out of an optical receiving/emitting structure
US20170343733A1 (en) Optical wire bond apparatus and methods employing laser-written waveguides
CN202870345U (zh) 微透镜阵列以及光传输部件
EP3745171A1 (en) Athermal arrayed waveguide grating using precise parallel movement module, and manufacturing method therefor
KR101334710B1 (ko) 1×ｎ 광스위치
KR102644098B1 (ko) 광 연결 장치 및 이를 이용한 광 연결 방법
US11914193B2 (en) Optical assembly for coupling with two-dimensionally arrayed waveguides and associated methods
KR100357853B1 (ko) 랜드 마크를 이용한 평면 광도파로 소자
CN114325954B (zh) 一种新型光纤阵列结构及其制作方法
US11867953B2 (en) Mechanical transfer ferrule based optical switch
CN103018826A (zh) 一种光子晶体定向耦合器
US20150147027A1 (en) Hybrid wavelength selective switch
KR101411279B1 (ko) 1×ｎ 광스위치 및 그 제조 방법
US6618514B1 (en) Passive pigtail attachment apparatus and method for planar lightwave circuits
Murao et al. A 4× 25 Gbps hybrid integrated EML module for 100 GbE transmitters using lens positional control by laser irradiation
CN203191576U (zh) 一种光子晶体定向耦合器
EP1219993A2 (en) Optical device package
US11880071B2 (en) Optical assembly for interfacing waveguide arrays, and associated methods

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181031

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191029

Year of fee payment: 7