KR101675193B1 - 분기된 광 도파로를 이용한 3차원 광 연결 구조 - Google Patents

분기된 광 도파로를 이용한 3차원 광 연결 구조 Download PDF

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Abstract

3차원 연결 구조의 도파로는 미리 설정된 방향으로 형성된 주 도파로(main waveguide); 및 상기 주 도파로에 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결된 적어도 하나의 가지 도파로(branch waveguide)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 가지 도파로는 상기 주 도파로에서 진행되는 광 신호를 미리 설정된 비율로 분기시킨다.

Description

분기된 광 도파로를 이용한 3차원 광 연결 구조{THREE DIMENSIONAL OPTICAL INTERCONNECTING STRUCTURE USING BRANCHED WAVEGUIDES}
본 발명은 3차원 광 연결 구조에 관한 것으로, 구체적으로, 주 도파로(main waveguide) 및 주 도파로에 진행되는 광 신호 및 파워를 분기시키는 가지 도파로(branch waveguide)를 포함하는 3차원 연결 구조 및 이를 이용한 3차원 광 데이터 버스 시스템에 관한 것이다.
CPU와 memory 사이와 같이 멀티 칩(multi-chip) 사이의 데이터 연결은 대부분 전기적인 데이터 버스 시스템에 의존하고 있다. 하지만, 전기적인 전송 선로에서의 심각한 전력소모(power dissipation)와 전송 선로간의 간섭으로(cross-talk) 인하여 신호의 전송속도에 한계가 있다.
이를 개선하기 위하여, 전기적인 연결이 아닌 광 신호를 이용한 광 데이터 버스 시스템이 제안 되었다. 미국등록특허(US8526816)에서 광 데이터 버스를 이용하여 신호의 전송속도를 증가시키고 채널간의 간섭이 없는 구조가 개시되었다.
하지만, 기존의 광 데이터 버스 시스템에서는 광 신호를 분기 시키기 위하여 반사기 혹은 광 격자 커플러를 이용하고 있는데, 커플러와 도파로와의 연결에서의 낮은 결합 효율(coupling efficiency)과 큰 정렬(alignment) 오차로 인하여 추가적인 광 손실이 발생되는 단점이 있다.
따라서, 본 명세서에서는 기존의 도파로에 추가적으로 작은 각도의 가지 도파로를 위치시킴으로써, 광 결합으로 인한 손실 및 정렬없이 연결되는 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템을 제안한다.
본 발명의 실시예들은 멀티 칩 간의 광 인터커넥션에서 다채널, 다단계 광 신호 분기에 적합한 광 분배 구조로서, 광 신호 분기에서 도파로 분기점에서의 광 손실 외에는 추가적인 광 손실을 발생시키지 않는 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 주 도파로 및 주 도파로에 연결된 적어도 하나의 가지 도파로를 포함하는, 3차원 연결 구조의 도파로 및 이를 이용한 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 적어도 하나의 가지 도파로를 주 도파로에 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결함으로써, 주 도파로에 진행되는 광 신호를 미리 설정된 비율로 분기시키는 3차원 연결 구조의 도파로 및 이를 이용한 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 3차원 연결 구조의 도파로는 미리 설정된 방향으로 형성된 주 도파로(main waveguide); 및 상기 주 도파로에 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결된 적어도 하나의 가지 도파로(branch waveguide)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 가지 도파로는 상기 주 도파로에서 진행되는 광 신호를 미리 설정된 비율로 분기시킨다.
상기 광 신호가 분기되는 상기 미리 설정된 비율은 상기 적어도 하나의 가지 도파로가 상기 주 도파로에 연결되는 상기 미리 설정된 각도에 기초하여 조절될 수 있다.
상기 적어도 하나의 가지 도파로는 상기 주 도파로의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 상기 주 도파로에 상기 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결될 수 있다.
상기 주 도파로 또는 상기 적어도 하나의 가지 도파로는 폴리머 소재로 구성되고, 상기 미리 설정된 각도는 20도 이하의 각도일 수 있다.
상기 주 도파로 또는 상기 적어도 하나의 가지 도파로는 반도체 소자로 구성되고, 상기 미리 설정된 각도는 60도 이하의 각도일 수 있다.
상기 적어도 하나의 가지 도파로에는 상기 주 도파로의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 상기 주 도파로 및 상기 적어도 하나의 가지 도파로와 구별되는 다른 도파로 또는 적어도 하나의 칩(chip) 중 적어도 어느 하나가 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템은 적어도 하나의 광원(light source)로부터 생성된 광 신호가 진행되도록 미리 설정된 방향으로 형성된 복수의 주 도파로들(main waveguides); 상기 복수의 주 도파로들에 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결된 복수의 가지 도파로들(branch waveguides); 및 상기 복수의 주 도파로들의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 상기 복수의 가지 도파로들에 연결된 복수의 칩들(chips)을 포함하고, 상기 복수의 가지 도파로들은 상기 광 신호를 미리 설정된 비율로 분기시킴으로써, 상기 복수의 칩들에 상기 미리 설정된 비율로 분기된 광 신호를 전달한다.
상기 복수의 가지 도파로들이 상기 복수의 주 도파로들에 연결되는 상기 미리 설정된 각도는 상기 광 신호가 분기되는 비율을 조절하기 위하여, 상기 복수의 주 도파로들 각각에 대하여 서로 다르게 설정되거나, 동일하게 설정될 수 있다.
상기 광 신호가 분기되는 상기 미리 설정된 비율은 상기 복수의 가지 도파로들이 상기 복수의 주 도파로들에 연결되는 상기 미리 설정된 각도에 기초하여 조절될 수 있다.
상기 복수의 가지 도파로들은 상기 복수의 주 도파로들의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 상기 복수의 주 도파로들에 상기 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 멀티 칩 간의 광 인터커넥션에서 다채널, 다단계 광 신호 분기에 적합한 광 분배 구조로서, 광 신호 분기에서 도파로 분기점에서의 광 손실 외에는 추가적인 광 손실을 발생시키지 않는 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 주 도파로 및 주 도파로에 연결된 적어도 하나의 가지 도파로를 포함하는, 3차원 연결 구조의 도파로 및 이를 이용한 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 적어도 하나의 가지 도파로를 주 도파로에 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결함으로써, 주 도파로에 진행되는 광 신호를 미리 설정된 비율로 분기시키는 3차원 연결 구조의 도파로 및 이를 이용한 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 연결 구조의 도파로를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 연결 구조의 도파로 및 도파로에 연결된 칩을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템을 나타낸 입체도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 주 도파로 및 제1 주 도파로의 가지 도파로들로부터 연결된 광 데이터 버스 시스템의 측면 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 연결 구조의 도파로를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 1은 하나의 광 신호가 다단계로 분배되는 3차원 연결 구조의 도파로를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 연결 구조의 도파로는 주 도파로(110) 및 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)를 포함한다.
여기서, 주 도파로(110)는 미리 설정된 방향으로 형성됨으로써, 미리 설정된 방향으로 광 신호(111, 112, 113)를 분배해서 전송할 수 있다. 이 때, 주 도파로(110)는 광원 또는 광원으로부터 전송된 광 신호(111, 112, 113)가 전송되는 다른 도파로 중 적어도 어느 하나와 연결됨으로써, 광 신호(111, 112, 113)가 진행될 수 있다.
적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)는 주 도파로(110)에 미리 설정된 각도(121, 131)를 형성하도록 연결된다. 이 때, 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)는 주 도파로(110)에 미리 설정된 각도(121, 131)를 형성하도록 연결됨으로써, 주 도파로(110)에서 진행되는 광 신호(111, 112)를 미리 설정된 비율로 단계적으로 분기시킨다.
따라서, 광 신호(111, 112)가 분기되는 미리 설정된 비율은 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)가 주 도파로(110)에 연결되는 미리 설정된 각도(121, 131)에 기초하여 조절될 수 있다.
예를 들어, 제1 가지 도파로(120)가 주 도파로(110)에 연결되는 미리 설정된 각도(121)에 따라, 제1 가지 도파로(120)가 주 도파로(110)에 연결되는 제1 분기점에서 광 신호(111)가 제1 가지 도파로(120) 및 주 도파로(110)로 분기되는 비율이 조절될 수 있다. 마찬가지로, 제2 가지 도파로(130)가 주 도파로(110)에 연결되는 미리 설정된 각도(131)에 따라, 제2 가지 도파로(130)가 주 도파로(110)에 연결되는 제2 분기점에서 광 신호(112)가 제2 가지 도파로(130) 및 주 도파로(110)로 분기되는 비율이 조절될 수 있다.
더 구체적인 예를 들면, 제1 가지 도파로(120)가 주 도파로(110)에 4도의 각도로 연결된다면, 제1 가지 도파로(120)가 주 도파로(110)와 연결되는 제1 분기점에서, 광원으로부터 입사된 광 신호(111)가 2:1(주 도파로 : 가지 도파로)의 비율로 분기됨으로써, 분기점 이후의 주 도파로(110)에는 광원으로부터 입사된 광 신호(111)의 약 66% 비율의 세기를 가지는 광 신호(112)가 진행될 수 있고, 제1 가지 도파로(120)에도 역시, 광원으로부터 입사된 광 신호(111)의 약 33% 비율의 세기를 가지는 제1 광 신호(122)가 진행될 수 있다. 그 후, 제2 가지 도파로(130)가 주 도파로(110)에 제1 분기점보다 작은 각도로 연결된다면, 제2 가지 도파로(130)가 주 도파로(110)와 연결되는 제2 분기점에서, 제1 분기점 이후의 주 도파로(110)에 진행되는 광 신호(112)가 1:1의 비율로 분기됨으로써, 분기점 이후의 주 도파로(110)에는 제1 분기점 이전의 광 신호(111)의 약 33% 비율의 광 신호가 진행될 수 있고, 제2 가지 도파로(130) 역시 약 33% 비율의 세기를 갖는 같은 세기의 광 신호가 진행될 수 있다. 이로부터, 주 도파로(110)로 진행되던 광 신호(111)를 같은 크기를 갖는 광 신호(122. 132, 113)로 세 방향으로 분기시킬 수 있다.
이와 같이, 제1 가지 도파로(120)가 주 도파로(110)와 연결되는 미리 설정된 각도(121)는 제1 가지 도파로(120)에 진행하고자 하는 제1 광 신호(122)와 제1 분기점 이후에 주 도파로(110)에서 진행하고자 하는 광 신호(112)의 비율에 따라 결정될 수 있고, 제2 가지 도파로(130)가 주 도파로(110)와 연결되는 미리 설정된 각도(131)는 제2 가지 도파로(130)에 진행하고자 하는 제2 광 신호(132)와 제2 분기점 이후에 주 도파로(110)에서 진행하고자 하는 광 신호(113)의 비율에 따라 결정될 수 있다. 이 때, 제1 가지 도파로(120) 및 제2 가지 도파로(130) 각각으로 분기되는 광 신호(122, 132)의 세기는 광 검출기(photodetector)가 인식할 수 있는 미리 설정된 세기에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 가지 도파로(120) 및 제2 가지 도파로(130) 각각으로 분기되는 광 신호(122, 132)의 세기가 광 검출기가 인식할 수 있는 미리 설정된 세기보다 큰 세기를 갖도록, 제1 가지 도파로(120) 및 제2 가지 도파로(130) 각각으로 광 신호(122, 132)가 분기될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)는 주 도파로(110)의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 주 도파로(110)에 미리 설정된 각도(121, 131)를 형성하도록 연결될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)는 주 도파로(110)와 하나의 평면 상에 위치하도록, 주 도파로(110)의 수평 방향으로(2차원으로) 주 도파로(110)에 연결될 수 있다. 이러한 경우, 도 1은 3차원 연결 구조의 도파로의 윗면도를 나타낸 도면일 수 있다. 반면에, 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)는 주 도파로(110)의 수직 방향으로(3차원으로) 주 도파로(110)에 연결될 수 있다. 이러한 경우, 도 1은 3차원 연결 구조의 도파로의 측면도를 나타낸 도면일 수 있다.
또한, 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)가 주 도파로(110)와 연결되는 미리 설정된 각도(121, 131)는 주 도파로(110)에서 진행되는 광 신호(111, 112)가 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)로 도파로 밖으로 비쳐 나온 빛으로 에바네센트 결합(evanescent wave coupling)되는 특성을 이용하기 위하여, 주 도파로(110)의 구조, 굴절률 분포 및 광 모드 분포에 따라 다양한 각도로 결정될 수 있다. 예를 들어, 주 도파로(110)와 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)의 코어(core)와 클래드(clad) 소재가 통상적으로 사용되는 폴리머 소재(굴절률 1.3 ~ 1.7)이고, 단일 횡 모드(single transverse mode)의 광신호가 전송될 경우에, 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)의 각도는 20도 이하의 각도가 될 수 있다. 주 도파로(110)와 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)의 코어 소재가 실리콘 등의 반도체 소재(굴절률 3 ~ 4)이고, 클래드 소재가 공기, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물(굴절률 1 ~ 2) 등의 매질이고, 단일 횡 모드(single transverse mode)의 광신호가 전송될 경우에, 가지 도파로의 각도는 60도 이하의 각도가 될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 가지 도파로(120, 130)에는 주 도파로(110)의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 적어도 하나의 칩이 연결될 수 있다. 따라서, 이와 같은 3차원 연결 구조의 도파로를 이용함으로써, 3차원 연결 구조의 데이터 버스 시스템을 구성할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 아래에서 기재하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 연결 구조의 도파로 및 도파로에 연결된 칩을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 연결 구조의 도파로에 포함되는 적어도 하나의 가지 도파로(220, 230)에는 주 도파로(210)의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 칩(240, 250)이 단계적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 칩(240)이 수평 연결되는 3차원 연결 구조의 도파로의 경우, 적어도 하나의 가지 도파로(220)에는 칩(240)이 주 도파로(210)의 수평 방향으로 연결될 수 있다. 반면에, 칩(250)이 수직 연결되는 3차원 연결 구조의 도파로의 경우, 적어도 하나의 가지 도파로(230)에는 칩(250)이 주 도파로(210)의 수평 방향으로 연결될 수 있다.
이 때, 칩(240, 250)에는 주 도파로(210)에 진행되는 광 신호가 분기되어 적어도 하나의 가지 도파로(220, 230)에 진행되는 광 신호가 전달될 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 본 발명의 일실시예에 따른 적어도 하나의 가지 도파로(220, 230)에는 주 도파로(210) 및 적어도 하나의 가지 도파로(220, 230)과 구별되는 다른 도파로가 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템을 나타낸 입체도이다. 구체적으로, 도 3은 다채널, 다단계 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템의 입체적 구조를 도시한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템은 병렬로 진행되는 복수의 주 도파로들(310), 복수의 가지 도파로들(320) 및 복수의 칩들(330)을 포함한다.
여기서, 복수의 주 도파로들(310)은 적어도 하나의 광원으로부터 생성된 광 신호가 병렬로 각각 진행되도록 미리 설정된 방향으로 각각 형성된다.
복수의 가지 도파로들(320)은 복수의 주 도파로들(310)에 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결됨으로써, 복수의 주 도파로들(310)에서 각각 진행되는 광 신호를 미리 설정된 비율로 분기시킨다. 이 때, 복수의 가지 도파로들(320)은 복수의 주 도파로들(310)의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 복수의 주 도파로들(310)에 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결될 수 있다.
예를 들어, 복수의 가지 도파로들(320)은 복수의 주 도파로들(310)과 하나의 평면 상에 위치하도록, 복수의 주 도파로들(310)의 수평 방향으로(2차원으로) 복수의 주 도파로들(310)에 연결될 수 있다. 또한, 복수의 가지 도파로들(320)은 복수의 주 도파로들(310)의 수직 방향으로(3차원으로) 복수의 주 도파로들(310)에 연결될 수 있다. 도 3은 복수의 가지 도파로들(320)이 복수의 주 도파로들(310)의 수직 방향으로 복수의 주 도파로들(310)에 연결된 경우를 나타낸 도면이다.
복수의 칩들(330)은 복수의 주 도파로들(310)의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 복수의 가지 도파로들(320)에 연결된다. 따라서, 복수의 가지 도파로들(320)에 의해 미리 설정된 비율로 분기된 광 신호는 복수의 칩들(330)로 전달된다. 여기서, 복수의 칩들(330)은 칩셋(chipset)으로 구성될 수 있다.
또한, 복수의 가지 도파로들(320)이 복수의 주 도파로들(310)과 연결되는 분기점에서 광 신호가 분기되는 미리 설정된 비율이 복수의 가지 도파로들(320)이 복수의 주 도파로들(310)에 연결되는 미리 설정된 각도에 기초하여 조절됨으로써, 복수의 칩들(330)에 전달되는 광 신호 역시 제어될 수 있다. 여기서, 복수의 가지 도파로들(320)이 복수의 주 도파로들(310)에 연결되는 미리 설정된 각도는 복수의 주 도파로들(310)에서 진행되는 광 신호가 복수의 가지 도파로들(320)로 비쳐 나온 빛으로 결합(evanescent wave coupling)되는 특성을 이용하기 위하여, 복수의 주 도파로들(310)의 구조, 굴절률 분포 및 광 모드 분포에 따라 다양한 각도로 결정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 주 도파로들(310) 각각과 복수의 가지 도파로들(320) 각각의 코어와 클래드 소재가 통상적으로 사용되는 폴리머 소재(굴절률 1.3 ~ 1.7)이고, 단일 횡 모드(single transverse mode)의 광신호가 전송될 경우에, 복수의 가지 도파로들(320) 각각의 각도는 20도 이하의 각도가 될 수 있다. 복수의 주 도파로들(310) 각각과 복수의 가지 도파로들(320) 각각의 코어 소재가 실리콘 등의 반도체 소재(굴절률 3 ~ 4)이고, 클래드 소재가 공기, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물(굴절률 1 ~ 2) 등의 매질이고, 단일 횡 모드(single transverse mode)의 광신호가 전송될 경우에, 복수의 가지 도파로들(320) 각각의 각도는 60도 이하의 각도가 될 수 있다.
이 때, 복수의 가지 도파로들(320)이 복수의 주 도파로들(310)에 연결되는 미리 설정된 각도는 광 신호가 분기되는 비율을 조절하기 위하여, 복수의 주 도파로들(310) 각각에 대하여 서로 다르게 설정되거나, 동일하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 가지 도파로(321)가 제1 주 도파로(311)에 연결되는 미리 설정된 각도는 제3 가지 도파로(322)가 제3 주 도파로(312)에 연결되는 미리 설정된 각도와 서로 다르거나, 동일할 수 있다. 따라서, 복수의 가지 도파로들(320) 각각에 연결된 칩 사이에 전달되는 광 신호는 서로 다르거나, 동일할 수 있다.
또한, 제1 주 도파로(311)에 제1 가지 도파로(321) 외에 다른 가지 도파로들이 더 연결되는 경우, 제1 가지 도파로(321)가 제1 주 도파로(311)에 연결되는 미리 설정된 각도는 제1 가지 도파로(321) 외에 다른 가지 도파로들이 제1 주 도파로(311)에 연결되는 미리 설정된 각도와 서로 다르거나, 동일할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하여 기재하기로 한다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 주 도파로 및 제1 주 도파로의 가지 도파로들로부터 연결된 광 데이터 버스 시스템의 측면 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 주 도파로(410)에는 복수의 가지 도파로들(420, 430, 440, 450)이 연결될 수 있다.
예를 들어, 제1 주 도파로(410)에는 제1 가지 도파로(420), 제2 가지 도파로(430), 제3 가지 도파로(440) 및 제4 가지 도파로(450) 각각이 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결될 수 있다.
이 때, 제1 주 도파로(410)에 연결되는 제1 가지 도파로(420)의 각도, 제1 주 도파로(410)에 연결되는 제2 가지 도파로(430)의 각도, 제1 주 도파로(410)에 연결되는 제3 가지 도파로(440)의 각도 및 제1 주 도파로(410)에 연결되는 제3 가지 도파로(450)의 각도 각각은 광 신호가 분기되는 비율을 조절하기 위하여, 서로 다르거나 동일할 수 있다.
따라서, 제1 가지 도파로(420)에 연결된 제1 칩(421)에 전달되는 광 신호, 2 가지 도파로(430)에 연결된 제2 칩(431)에 전달되는 광 신호, 제3 가지 도파로(440)에 연결된 제3 칩(441)에 전달되는 광 신호 및 제4 가지 도파로(450)에 연결된 제4 칩(451)에 전달되는 광 신호 각각은 서로 다르거나 동일할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 미리 설정된 방향으로 형성된 주 도파로(main waveguide); 및
    상기 주 도파로에 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결된 적어도 하나의 가지 도파로(branch waveguide)
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 가지 도파로는
    상기 주 도파로에서 진행되는 광 신호를 미리 설정된 비율로 분기시키며,
    상기 적어도 하나의 가지 도파로가 상기 주 도파로에 연결되는 상기 미리 설정된 각도는
    상기 주 도파로에서 진행되는 광 신호가 상기 적어도 하나의 가지 도파로로 에바네센트 결합(evanescent wave coupling)되는 특성을 이용하도록 상기 주 도파로의 소재에 따른 굴절률 분포 및 상기 광 신호의 전송 모드에 기초하여 결정되는 3차원 연결 구조의 도파로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 신호가 분기되는 상기 미리 설정된 비율은
    상기 적어도 하나의 가지 도파로가 상기 주 도파로에 연결되는 상기 미리 설정된 각도에 기초하여 조절되는 3차원 연결 구조의 도파로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가지 도파로는
    상기 주 도파로의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 상기 주 도파로에 상기 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결되는 3차원 연결 구조의 도파로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주 도파로 또는 상기 적어도 하나의 가지 도파로는
    폴리머 소재로 구성되고,
    상기 미리 설정된 각도는
    20도 이하의 각도인 3차원 연결 구조의 도파로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주 도파로 또는 상기 적어도 하나의 가지 도파로는
    반도체 소재로 구성되고,
    상기 미리 설정된 각도는
    60도 이하의 각도인 3차원 연결 구조의 도파로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가지 도파로에는
    상기 주 도파로의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 상기 주 도파로 및 상기 적어도 하나의 가지 도파로와 구별되는 다른 도파로 또는 적어도 하나의 칩(chip) 중 적어도 어느 하나가 연결되는 3차원 연결 구조의 도파로.
  7. 적어도 하나의 광원(light source)로부터 생성된 광 신호가 진행되도록 미리 설정된 방향으로 형성된 복수의 주 도파로들(main waveguides);
    상기 복수의 주 도파로들에 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결된 복수의 가지 도파로들(branch waveguides); 및
    상기 복수의 주 도파로들의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 상기 복수의 가지 도파로들에 연결된 복수의 칩들(chips)
    을 포함하고,
    상기 복수의 가지 도파로들은
    상기 광 신호를 미리 설정된 비율로 분기시킴으로써, 상기 복수의 칩들에 상기 미리 설정된 비율로 분기된 광 신호를 전달하며,
    상기 복수의 가지 도파로들이 상기 복수의 주 도파로들에 연결되는 상기 미리 설정된 각도는
    상기 복수의 주 도파로들에서 진행되는 광 신호가 상기 복수의 가지 도파로들로 에바네센트 결합(evanescent wave coupling)되는 특성을 이용하도록 상기 복수의 주 도파로들의 소재에 따른 굴절률 분포 및 상기 광 신호의 전송 모드에 기초하여 결정되는 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 가지 도파로들이 상기 복수의 주 도파로들에 연결되는 상기 미리 설정된 각도는
    상기 광 신호가 분기되는 비율을 조절하기 위하여, 상기 복수의 주 도파로들 각각에 대하여 서로 다르게 설정되거나, 동일하게 설정되는 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광 신호가 분기되는 상기 미리 설정된 비율은
    상기 복수의 가지 도파로들이 상기 복수의 주 도파로들에 연결되는 상기 미리 설정된 각도에 기초하여 조절되는 3차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 가지 도파로들은
    상기 복수의 주 도파로들의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 상기 복수의 주 도파로들에 상기 미리 설정된 각도를 형성하도록 연결되는 3 차원 연결 구조의 광 데이터 버스 시스템.
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