KR101416638B1 - Monitoring device for optical signal in planar light wave circuits - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 평면 광도파로의 광신호 모니터링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 평면 광도파로 상의 신호를 전달하는 광도파로에서 분기한 광도파로의 일부 또는 끝단을 식각하거나 홈을 형성하고, 반사막이 코팅된 삼각기둥 형태의 반사 블록을 실장함으로써, 반사 블록을 통해 광신호를 광검출기로 입사시켜 모니터링 하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an optical signal monitoring apparatus for a planar optical waveguide, and more particularly, to an optical signal monitoring apparatus for a planar optical waveguide, in which a part or an end of an optical waveguide branched from an optical waveguide for transmitting a signal on a planar optical waveguide is etched or formed, To a device for monitoring an optical signal incident on a photodetector through a reflection block by mounting the reflection block in the form of a triangular prism.
평면 광도파로(planar lightwave circuit, PLC)는 광섬유기술과 대규모 직접회로(LSI) 제조 기술을 이용한 것으로 광섬유 제조에 사용되는 것과 동일한 원료 가스를 사용하여 굴절률이 높은 코어부분과 이를 둘러싸고 상대적으로 굴절률이 낮은 클래드를 형성한 구조이다. The planar lightwave circuit (PLC) uses optical fiber technology and large-scale integrated circuit (LSI) manufacturing technology. It uses the same raw material gas as that used in optical fiber manufacturing to surround the core with a high refractive index and a relatively low refractive index This is a structure in which a clad is formed.
평면 광도파로 기술은 주로 공신호를 전달하는 수동형 광부품인 AWG(Arrayed Waveguide Grating), 스플리터(Splitter), VOA(Variable Optical Attenuator) 등에 사용되고 있으며, 이들 광부품은 필요에 따라서 광신호의 전달 여부를 모니터링 하는 기능을 부여한다. Planar optical waveguide technology is mainly used for AWG (Arrayed Waveguide Grating), Splitter and VOA (Variable Optical Attenuator) which are passive optical components that transmit public signals. Monitoring function.
평면 광도파로 부품의 광신호를 모니터링하기 위해서는, 평면 광도파로와 다른 재료의 부품인 광검출기(photo detector)를 하이브리드 결합하여야 한다(도 1 참조).In order to monitor the optical signal of a planar optical waveguide part, a planar optical waveguide and a photo detector, which is a part of another material, must be hybrid-coupled (see Fig. 1).
면 수광형 광검출기를 사용하는 경우, 광도파로의 끝단 부분을 경사면이 되도록 한 다음 반사막을 형성하여 광도파로에서 나오는 광신호를 반사하여 광검출기에 입사시킨다(US 8,137,572, Reflective Planar Lightwave Circuit Waveguide, 도 2 참조). When a light receiving type photodetector is used, an end portion of the optical waveguide is made to be a sloped surface, and then a reflective film is formed to reflect the optical signal emitted from the optical waveguide and enter the photodetector (US Pat. No. 8,137,572, Reflective Planar Lightwave Circuit Waveguide 2).
또 다른 방법으로는 면 수광형 광검출기가 실장된 서브 형태의 모듈을 형성하고, 평면 광도파로와 함께 베이스 기판에 정렬하여 실장한 형태로 광도파로에서 나오는 광신호를 직접 광검출기에 입사시킨다(도 3 참조).In another method, a sub-type module having a surface light receiving type photodetector is formed, and an optical signal emitted from the optical waveguide is directly incident on the photodetector in a state that the module is mounted on the base substrate together with the planar optical waveguide 3).
또 다른 방법으로는 도파로형(Waveguide type) 광검출기를 사용하는 방법으로, 평면 광도파로를 식각하여 평면 광도파로의 전달 신호가 도파로형 광검출기의 수광부인 측면으로 입사되도록 패키징하여 광신호를 모니터링하는 것이다. Another method is to use a waveguide type photodetector to etch the planar optical waveguide and to package the optical waveguide in such a way that the transmission signal of the planar optical waveguide is incident on the side of the waveguide optical detector as a light receiving part, will be.
상기한 선행기술들은, 평면 광도파를 제작 시 경사형태의 구조를 형성하기 위해 일련의 정교한 포토리소그래피 공정과 반사막 형성 공정을 사용해야만 하며, 면 수광형 광검출기를 별도로 실장된 서브 모듈을 제작하고 이를 다시 정렬하여 패키징하는 등 복잡한 공정을 필요로 하며, 상대적으로 면 수광형 광검출기에 비해 고가인 측면 수광의 광도파로형 광검출기를 사용하는 단점이 있다. The prior art described above requires that a series of precise photolithography and reflective film forming processes be used to form a tilted structure in the fabrication of a planar waveguide and a submodule in which a surface light receiving photodetector is separately mounted, There is a disadvantage that optical waveguide type photodetectors of side light reception, which are relatively expensive compared to the surface light receiving type photodetector, are used.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 평면 광도파로를 식각하거나 홈을 형성하고, 금속 반사막 또는 광학 반사막이 형성된 경사진 블록을 삽입하여 평면 광도파로에서 나오는 광신호를 반사하여 광검출기에 입사되도록 하는, 평면 광도파로의 광신호 모니터링 장치를 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a planar optical waveguide by etching a planar optical waveguide or forming a groove, inserting a tilted block having a metal reflective film or an optical reflective film, The optical signal monitoring device of the planar optical waveguide.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 평면 광도파로의 광신호 모니터링 장치에 관한 것으로서, 광신호를 전달하는 평면 광도파로; 상기 평면 광도파로로부터 전달되는 광신호를 반사시키되, 상기 평면 광도파로로부터 전달되는 광신호가 반사되어 광검출기로 입사되도록 경사면을 형성하고 있는 반사 블록; 및 상기 반사 블록을 통해 반사되어 입사된 광신호를 검출하는 광검출기; 를 포함하되, 상기 평면 광도파로는, 내부에 위치한 코어가 노출될 수 있도록, 일측면은 클래드 층 일부가 식각되어 있거나 홈이 형성되어 있으며, 상면은 상기 반사 블록 및 광검출기가 실장될 수 있도록 식각되어 있거나 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an optical signal monitoring apparatus for a planar optical waveguide, comprising: a planar optical waveguide for transmitting an optical signal; A reflection block for reflecting an optical signal transmitted from the planar optical waveguide and forming a slope so that an optical signal transmitted from the planar optical waveguide is reflected and incident on the optical detector; And a photodetector for detecting an optical signal reflected through the reflection block; The planar optical waveguide has an etched or grooved part of the clad layer on one side thereof and an upper surface thereof is etched so that the reflective block and the photodetector can be mounted, Or grooves are formed on the surface of the substrate.
또한 상기 반사 블록은, 유리, 실리콘 또는 폴리머 중, 어느 하나의 재질인 것을 특징으로 한다.The reflection block may be made of any one material selected from the group consisting of glass, silicon, and polymer.
또한 상기 반사 블록의 경사면은, 상기 광신호를 반사하는 금속 박막으로 이루어진 반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.And a reflective film made of a thin metal film for reflecting the optical signal is formed on the inclined surface of the reflective block.
또한 상기 반사 블록의 경사면은, 상기 평면 광도파로에서 전달된 광신호의 파장을 전반사할 수 있는 유전체 박막으로 이루어진 반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. The reflection block may include a reflection film formed of a dielectric thin film capable of totally reflecting the wavelength of an optical signal transmitted from the planar optical waveguide.
또한 상기 반사 블록은, 상기 평면 광도파로에 접착되어 실장되도록, 그 하면에 접착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.And the reflective block includes an adhesive portion on a lower surface thereof so as to be adhered to the planar optical waveguide.
그리고 상기 광검출기는, 한 쌍의 금속 패드 또는 솔더를 통해 상기 평면 광도파로의 상면에 본딩되는 것을 특징으로 한다. And the photodetector is bonded to the upper surface of the planar optical waveguide through a pair of metal pads or solder.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 반사막이 형성된 경사진 블록을 포함하여 평면 광도파로에서 나오는 광신호를 광검출기 입사되도록 함으로써, 구현이 용이하지 않은 평면 광도파로의 일부를 직접 경사면이 형성되도록 식각하고 그 경사면에 반사막을 형성하는 공정을 회피할 수 있으며, 상대적으로 고가인 광도파로형 광검출기 사용을 회피할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, an optical signal emitted from a planar optical waveguide including an inclined block having a reflective film is incident on a photodetector, thereby etching a part of the planar optical waveguide, which is not easy to implement, It is possible to avoid the step of forming the reflective film on the inclined surface and the use of the optical waveguide type photodetector which is relatively expensive can be avoided.
도 1 은 평면 광도파로 부품의 광신호를 모니터링 하기 위해, 평면 광도파로와 다른 재료의 부품인 광검출기를 하이브리드 결합한 모습을 보이는 일예시도.
도 2 는 면 수광형 광검출기를 보이는 일예시도.
도 3 은 면 수광형 광검출기가 실장된 서브 형태의 모듈을 형성하고, 평면 광도파로와 함께 베이스 기판에 정렬하여 실장한 형태를 보이는 일예시도.
도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 평면 광도파로 광신호 모니터링 장치에 관한 일예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 반사 블록을 보이는 일예시도.
도 7 은 본 발명에 따른 반사 블록 및 광검출기가 평면 광도파로에 결합된 모습을 보이는 일예시도.1 is an exemplary view showing a state in which a planar optical waveguide and a photodetector as a component of another material are hybrid-coupled to monitor an optical signal of a planar optical waveguide part.
2 is an exemplary view showing a surface light receiving type photodetector.
FIG. 3 is an exemplary view showing a sub-type module in which a surface light receiving type photodetector is mounted and is mounted on a base substrate together with a planar optical waveguide.
4 and 5 are diagrams of an example of a planar optical waveguide optical signal monitoring apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is an exemplary view showing a reflection block according to the present invention; FIG.
FIG. 7 is an exemplary view showing a reflection block and a photodetector according to the present invention coupled to a planar optical waveguide. FIG.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 평면 광도파로의 광신호 모니터링 장치에 관하여 도 4 내지 도 7 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
An optical signal monitoring apparatus for a planar optical waveguide according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 7. FIG.
도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 평면 광도파로 광신호 모니터링 장치에 관한 일예시도이며, 도 6 은 본 발명에 따른 반사 블록을 보이는 일예시도이며, 도 7 은 본 발명에 따른 반사 블록 및 광검출기가 평면 광도파로에 결합된 모습을 보이는 일예시도이다.
4 and 5 are views showing an example of a planar optical waveguide optical signal monitoring apparatus according to the present invention, FIG. 6 is an illustration showing a reflection block according to the present invention, FIG. 7 is a view showing a reflection block according to the present invention, And the photodetector is coupled to the planar optical waveguide.
도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 평면 광도파로 광신호 모니터링 장치는, 평면 광도파로(100), 반사 블록(200) 및 광검출기(300)를 포함하여 이루어진다.4 and 5, the planar optical waveguide optical signal monitoring apparatus according to the present invention includes a planar
평면 광도파로(planar lightwave circuit, PLC)(100)는 광신호를 전달한다.A planar lightwave circuit (PLC) 100 carries an optical signal.
이때, 평면 광도파로(100)는 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 내부에 위치한 코어(Core)(110)가 노출될 수 있도록, 일측면은 클래드 층 일부가 식각되어 있거나 홈이 형성되어 있으며, 상면 중앙부는 반사 블록(200) 및 광검출기(300)가 실장될 수 있도록 식각되어 있거나 홈이 형성되어 있다. 4 and 5, the planar
본 실시예에서, 평면 광도파로의 형상을 도면을 통해 도시하였으나, 본 발명이 그 형상에 한정되지 않는다.
Although the shape of the planar optical waveguide is shown in the drawings in this embodiment, the present invention is not limited to that shape.
반사 블록(Reflection block)(200)은 상기 평면 광도파로(100)로부터 전달되는 광신호를 반사시킨다.A
구체적으로, 반사 블록(200)은 유리, 실리콘, 폴리머 등의 재질로서, 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 평면 광도파로(100)로부터 전달되는 광신호가 반사되어 광검출기(300)로 입사되도록 경사면을 형성하고 있으며, 이러한 경사면에는 광신호를 반사하는 금 또는 은과 같은 금속 박막으로 이루어지거나, 상기 평면 광도파로(100)에서 전달된 광신호의 파장을 전반사할 수 있는 1층 이상의 유전체 박막으로 이루어진 반사막(Reflection film)(210)이 형성되어 있다. 6, the
이때, 이러한 반사 블록(200)은 도 7 에 도시된 바와 같이, 에폭시(epoxy), 패이스트(paste), 솔더(solder) 등의 접착부(adhesion part)(220)를 통해 상기 평면 광도파로(100)에 접착되어 실장된다. 7, the
본 실시예에서, 도시된 도면을 통해 반사 블록(200)을 삼각기둥인 것으로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
In the present embodiment, the
광검출기(Photodiode)(300)는 상기 반사 블록(200)을 통해 반사되어 입사된 광신호를 검출한다.A photodiode (300) is reflected through the reflection block (200) and detects an incident optical signal.
이때, 광검출기(300)는 한 쌍의 금속 패드 또는 솔더(pad or solder)(310)를 통해 상기 평면 광도파로(100)의 상면에 본딩(bonding)된다.
At this time, the
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
100: 평면 광도파로 200: 반사 블록
300: 광검출기 110: 코어
210: 반사막 220: 접착부
310: 금속 패드 또는 솔더100: plane optical waveguide 200: reflection block
300: photodetector 110: core
210: reflective film 220:
310: Metal pad or solder
Claims (6)
상기 평면 광도파로로부터 전달되는 광신호를 반사시키되, 상기 평면 광도파로로부터 전달되는 광신호가 반사되어 광검출기로 입사되도록 자체 경사면을 형성하고 있는 반사 블록; 및
상기 평면 광도파로와 평행하도록, 한 쌍의 금속 패드 또는 솔더를 통해 상기 평면 광도파로의 상면에 본딩되며, 상기 반사 블록을 통해 반사되어 입사된 광신호를 검출하는 광검출기; 를 포함하되,
상기 평면 광도파로는,
내부에 위치한 코어가 노출될 수 있도록, 일측면은 클래드 층 일부가 식각되어 있거나 홈이 형성되어 있으며, 상면은 상기 반사 블록 및 광검출기가 실장될 수 있도록 식각되어 있거나 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하며,
상기 반사 블록의 경사면은,
상기 광신호를 반사하는 금속 박막으로 이루어진 반사막이 형성되어 있거나, 상기 평면 광도파로에서 전달된 광신호의 파장을 전반사할 수 있는 유전체 박막으로 이루어진 반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하며,
상기 반사 블록은,
상기 평면 광도파로에 접착되어 실장되도록, 그 하면에 접착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 광도파로의 광신호 모니터링 장치.
A planar optical waveguide for transmitting an optical signal;
A reflection block for reflecting an optical signal transmitted from the planar optical waveguide and forming a self-slope so that an optical signal transmitted from the planar optical waveguide is reflected and incident on the optical detector; And
A photodetector coupled to an upper surface of the planar optical waveguide through a pair of metal pads or solder so as to be parallel to the planar optical waveguide and detecting an optical signal reflected through the reflective block and incident on the planar optical waveguide; , ≪ / RTI &
The planar optical waveguide includes:
A part of the clad layer is etched or grooved and the upper surface is etched or grooved so that the reflective block and the photodetector can be mounted so that the core located inside can be exposed. In addition,
Wherein the inclined surface of the reflective block
A reflective film made of a metal thin film reflecting the optical signal is formed or a reflective film made of a dielectric thin film capable of totally reflecting a wavelength of an optical signal transmitted from the planar optical waveguide is formed,
The reflection block includes:
And an adhesive portion is provided on a lower surface thereof so as to be adhered to and mounted on the planar optical waveguide.
상기 반사 블록은,
유리, 실리콘 또는 폴리머 중, 어느 하나의 재질인 것을 특징으로 하는 평면 광도파로의 광신호 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
The reflection block includes:
Glass, silicon, or a polymer. 2. The optical signal monitoring apparatus of claim 1,
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