KR101819010B1 - 양방향 광전자 소자의 누화 저감 - Google Patents

양방향 광전자 소자의 누화 저감 Download PDF

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조엘 에스. 파슬라스키
롤프 에이. 와이스
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후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

다중 채널 또는 양방향 광전자 소자는 둘 이상의 광전자 요소, 예를 들어 광검출기와 광원을 포함한다. 보호용 캡슐화 재료를 광전자 소자에 도포할 수 있다. 광전자 소자는 중공의 유전성 미소구체를 포함해서 전기적 누화를 감소시킬 수 있다. 광학적 누화를 감소시키기 위해 광 흡수제를 더 포함할 수 있다.

Description

양방향 광전자 소자의 누화 저감{CROSS-TALK REDUCTION IN A BIDIRECTIONAL OPTOELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 양방향 광전자 트랜시버(bidirectional optoelectronic transceiver) 등의 양방향 또는 다중 채널(multi-channel)의 광전자 소자에 관한 것이다. 특히, 양방향 광전자 소자의 누화를 저감하기 위한, (i) 광원 구동 회로, (ii) 다기능 캡슐화, 및 (iii) 도파로 기판상에 형성된 광 트래핑 구조를 개시한다.
양방향 광전자 트랜시버는, (i) 하나 이상의 입력 광 신호를 수신해서 대응하는 출력 전기 신호를 생성하고, (ii) 하나 이상의 입력 전기 신호를 수신해서 대응하는 출력 광 신호를 생성할 수 있는 장치이다. 더 일반적으로 말하면, 다중 채널 광전자 소자는 둘 이상의 이러한 대응하는 신호 쌍(이들 쌍의 각각은 "채널"을 포함함)에 대해서 전기 신호와 광 신호 간의 변환을 동시에 처리할 수 있는 것이다. 이러한 다중 채널 소자는 "단방향"(즉, 모든 입력 신호가 광 신호이고 대응하는 모든 출력 신호가 전기 신호인 경우, 또는 그 반대인 경우) 또는 "양방향"(상기 설명한 내용)이 될 수 있다.
일반적으로, 입력 신호 및 출력 신호(광 신호 및 전기 신호)는 자유 공간 전파(free-space propagation)(광 신호 또는 전기 신호), 전도성 와이어(conductive wire), 케이블 또는 트레이스(전기)에 의한 전기적 전도, 또는 광섬유나 도파로(광학)에서의 유도 모드로서의 전파 등의 임의의 적절한 방식으로 송신 및 수신될 수 있다. 전기 통신 소자에서는 광섬유나 도파로를 통해 광 신호(입력 및 출력 신호)를 주고 받는 것이 일반적이며, 전기 신호의 경우에는 전도성 와이어, 케이블 또는 트레이스를 이용하는 것이 일반적이다.
이와 관련해서, 각각의 신호(전기 또는 광 신호)는 디지털 또는 아날로그 정보(예를 들어, 디지털 데이터 스트림, 아날로그 또는 디지털 비디오 신호, 또는 아날로그 또는 디지털 오디오 신호)를 부호화하는 소정의 방식에 따라 변조되는 반송파(carrier wave)를 포함하는 것이 전형적이다. (i) 입력 전기 신호와 출력 광 신호 및 (ii) 입력 전기 신호와 출력 광 신호 간의, 상기 언급한 대응 관계는 이들 각각의 변조 방식에 따라 부호화된 정보의 대응 관계이다. 정보를 전기 또는 광 반송 신호로 부호화하기 위한 변조 방식이 많이 있다. 전기 변조 방식의 예로는 기저대역 디지털 진폭 변조가 있으며, 다른 예로는 무선 주파수(RF) 전기 방송파의 진폭 변조가 있다. 광 변조 방식의 예로는 가시 또는 근적외선 광 반송파의 진폭 변조가 있다. 많은 전기 또는 광 변조 방식은 함께 사용되기도 하고 중복해서 사용하기도 한다. 일부의 경우, 입력 및 출력 신호(전기 또는 광)에 대해 상이한 방송 주파수를 사용함으로써, 입력 신호 및 출력 신호는 공통의 전송 매체(예를 들어, 공통의 광섬유 또는 도파로에 의해 반송되는 입력 및 출력 광 신호, 또는 공통의 전도성 와이어, 케이블 또는 트레이스에 의해 반송되는 입력 및 출력 전기 신호)에 의해 반송될 수 있다. 다른 예에서, 입력 및 출력 전기 신호는 별개의 전도성 와이어 또는 트레이스에 의해 반송될 수 있으며, 또는 입력 및 출력 신호가 별개의 광섬유 또는 도파로에 의해 반송될 수 있다.
통상적으로, 다중 채널 또는 양방향 광전자 소자에서의 누화의 영향을 제한하는 것을 고려해야 한다. 전기적 누화는 어느 전기 신호(입력 또는 출력)가 다른 전기 신호의 수신 또는 생성에 악영향을 미치는 것이며, 광 누화는 어느 광 신호(입력 또는 출력)가 다른 광 신호의 수신 또는 생성과 간섭하는 것이다. 기본적으로, 누화 문제는 한쪽 또는 양쪽(즉, 입력이 출력에 영향을 주거나 출력이 입력에 영향을 주는 것 또는 양쪽 모두)의 경우에 생길 수 있으며, 양방향에서 누화를 제한하는 것이 바람직할 수 있다. 실제로, 양방향 소자에서, 입력 전기 신호(출력 광 신호를 생성하기 위해 광원을 구동시킴)는 출력 전기 신호(통상 약한 입력 광 신호의 광검출에 의해 생성됨)보다 절대 크기가 더 큰 것이 일반적이다. 따라서, 출력 전기 신호가 입력 전기 신호(또는 출력 광 신호의 생성)에 영향을 미치는 것보다, 입력 전기 신호가 출력 전기 신호(또는 입력 광 신호로부터의 생성)에 영향을 미치는 것이 더 큰 것이 일반적이다. 마찬가지로, 양방향 소자에서, 출력 광 신호는 입력 광 신호보다 절대 크기가 더 큰 것이 일반적이다. 따라서, 입력 광 신호가 출력 광 신호(또는 입력 전기 신호로부터의 생성)에 영향을 미치는 것보다, 출력 광 신호가 입력 광 신호(또는 출력 전기 신호의 생성)에 영향을 미치는 것이 더 큰 것이 일반적이다.
다중 채널 또는 양방향 광전자 소자에서의 누화는 다양한 방식으로 발현될 수 있다. 일례로, 전기적 누화는 입력 전기 신호가 있을 때에 입력 광 신호의 수신 및 광검출기에 의한 대응하는 출력 전기 신호의 생성에 대해 감도(sensitivity)가 감소될 수 있다. 다른 예로서, 광 누화는 출력 광 신호가 있을 때에, 입력 광 신호의 수신 및 광검출기에 의한 대응하는 출력 전기 신호의 생성에 대해 감도가 감소될 수 있다. 이들 예 및 다른 예에서, 이러한 감도의 감소는 신호대 잡음비의 감소, 디지털 신호의 비트 에러율(bit error rate)의 증가, 또는 노이즈 플로어의 증가로 나타날 수 있다. 감도는 입력 광 신호에 대해 부호화된 정보의 출력 전기 신호에 대해 매우 신뢰성 있는 부호화를 보장(예를 들어, 디지털 데이터 신호에 대한 구체적인 제한 값 이하의 비트 에러율을 보장하거나, 다양한 유형의 신호에 대해 다양한 적절한 기준이 설정되도록 하는 것)하는 데에 필요한 최소 광 파워(optical power)이다. 광검출기의 감도는 입력 전기 신호 또는 출력 광 신호가 없을 때의 감도에 비해, 광원에 인가된 입력 전기 신호 또는 그 결과로서의 출력 광 신호가 있을 때에 열화되는 것이 일반적이다. 이러한 열화(degradation)는 광원에 인가된 입력 전기 신호가 있는 광검출기의 감도의 비율에 대한 입력 전기 신호가 없는 광검출기의 감도의 비율로서 표현(또는, 예를 들어 dBm으로 주어진 감도 간의 차이로서 표현)되는 "누화 페널티"(cross-talk penalty) 또는 이것을 측정한 것이다. 광 또는 전기적 누화의 감소는 양방향 광전자 소자의 광검출 성능을 향상시키는 방법이며, 어떤 경우에는 광전자 소자의 광검출 성능 요건에 부합하는 데에 필요한 것이 될 수 있다. 마찬가지로, 누화 페널티는 입력 전기 신호 또는 출력 전기 신호가 있을 때에 입력 전기 신호에 대해 부호화된 정보의 출력 광 신호에 대해 신뢰성 있는 부호화에 대해 측정될 수 있다.
양방향 광전자 소자는 도파로 기판(waveguide substrate) 상에 위치하는 광검출기(photodetector) 및 광원(light source)과, 광원에 사용되는 구동 회로를 포함한다. 광검출기는 (i) 전송된 제1 정보를 부호화하도록 변조된 입력 광 신호를 수신하고, (ii) 전송된 제1 정보를 부호화하도록 변조된 출력 전기 신호를, 입력 광 신호에 따라, 생성하도록 구성된다. 광원은 (i) 전송된 제2 정보를 부호화하도록 변조된 입력 전기 신호를 수신하고, (ii) 입력 전기 신호에 따라, 전송된 제2 정보를 부호화하도록 변조된 출력 광 신호를 생성한다. 양방향 광전자 소자를 채택하는 방법은, 입력 광 신호를 광검출기가 수신하는 단계, 입력 광 신호에 따라, 광검출기가 출력 전기 신호를 생성하는 단계, 입력 전기 신호를 광원이 수신하는 단계, 입력 전기 신호에 따라, 광원이 출력 광 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
양방향 광전자 소자는 도파로 기판상의 광 도파로 층에 형성되는 하나 이상의 광 콜렉터 또는 광 트랩을 포함할 수 있다. 광 콜렉터 또는 광 트랩은 광 도파로 층의 하나 이상의 측면과 측면 상에 증착된 실질적으로 불투명한 코팅을 각각 포함한다.
각각의 광 트랩의 측면은 광 도파로 층의 대응하는 나선형 영역(spiral region)을 형성하도록 구성되고, 이 영역은 광 트랩의 개방 입구(open mouth)와 폐쇄 단부(closed end)를 포함한다. 광 콜렉터의 측면은 광 신호의 제2 부분의 대응하는 부분이 광 트랩 중의 하나의 광 트랩의 개방 입구로 전파되도록 방향을 재설정(redirect)하고, 광 신호의 제2 부분이 대응하는 안내 광학 모드(guided optical mode)에서의 광 도파로 중의 임의의 도파로에 의해 제한되지 않고 광원으로부터 하나 이상의 광 도파로 층으로 전파된다.
양방향 광전자 소자는 구성 부품을 캡슐화(encapsulate)하도록 구성된 보호용 캡슐화 재료(protective encapsulant)를 포함할 수 있다. 보호용 캡슐화 재료는, 보호용 캡슐화 재료 내에 있는 바람직하지 않은 전기 신호로부터 생기는 누화 페널티를, 보호용 캡슐화 재료 내의 미소구체(microsphere)를 포함하지 않는 소자가 나타내는 것 이하의 수준까지 감소시키기 위해 그 용적(volume) 내에서 분산된 중공의 유전성 미소구체(hollow dielectric microsphere)를 포함한다.
보호용 캡슐화 재료는 광 흡수제(optical absorber)를 더 포함하며, 광 흡수제는 보호용 캡슐화 재료에 존재하는 바람직하지 않은 광 신호로부터 생기는 누화 페널티를, 보호용 캡슐화 재료 내에 상기 광 흡수제를 포함하지 않는 광전자 소자가 나타내는 것 이하의 수준까지 감소시키도록 그 용적 내에 분산되어 있다.
양방향 광전자 소자는 광원 및 광검출기가 도파로 기판상에 서로 대략 2 밀리미터(mm) 이내의 범위 내에 위치되도록 구성될 수 있다. 도파로 기판은 대략 10 밀리미터(mm)보다 작은 에지 치수(edge dimension)를 갖는다. 입력 전기 신호가 광원에 인가되거나 출력 광 신호가 광원으로부터 방출되는 광검출기의 감도(sensitivity)는 (i) 입력 전기 신호가 광원에 인가되지 않고 출력 광 신호가 광원으로부터 방출되지 않는 상기 광검출기의 감도의 대략 3 dBm 이내, 또는 (ii) 광검출기가 대략 3 dBm보다 작은 누화 페널티를 나타내도록 구성될 수 있다.
다중 채널 또는 양방향 광전자 소자에 관련된 목적 및 장점은, 도면에 예시되고 이하의 상세한 설명 또는 청구범위에 개시된 실시예를 참조하면 명백할 것이다.
본 항목의 내용은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 추가로 설명하는 것을 단순하게 나타내 것으로서, 청구되는 주제의 필수 요건이나 중요한 특징을 확인하기 위한 것이 아니며, 청구되는 발명의 범위의 판단에 도움을 주기 위한 것이다.
도 1은 양방향 광전자 소자에서의 전기 신호 및 광 신호를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 도 1의 양방향 광전자 소자에서의 바람직하지 않은 전기 신호 및 광 신호를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 다른 양방향 광전자 소자에서의 전기 신호 및 광 신호를 개략적으로 나타낸다.
도 4는 도 3의 양방향 광전자 소자에서의 바람직하지 않은 전기 신호 및 광 신호를 개략적으로 나타낸다.
도 5는 다른 양방향 광전자 소자에서의 전기 신호 및 광 신호를 개략적으로 나타낸다.
도 6은 양방향 광전자 소자에 대한 종래의 광원 구동 회로를 개략적으로 나타낸다.
도 7은 양방향 광전자 소자에 대한 광원 구동 회로를 개략적으로 나타낸다.
도 8은 도 7의 구동 회로에 의해 생성된 입력 전기 신호와 입력 전기 신호의 제1 부분 및 제2 부분을 개략적으로 나타낸다.
도 9는 양방향 광전자 소자에 대한 다른 구동 회로의 일부를 개략적으로 나타낸다.
도 10은 도 9의 구동 회로에서의 누화 페널티에 대한 레이저 다이오드 캐소드 전압 진폭의 도표이다.
도 11은 양방향 광전자 소자에 대한 다른 구동 회로의 일부를 개략적으로 나타낸다.
도 12는 도 11의 구동 회로에서의 누화 페널티에 대한 레이저 다이오드 캐소드 전압 진폭의 도표이다.
도 13 및 14는 양방향 광전자 소자에 대한 다른 구동 회로의 일부를 개략적으로 나타낸다.
도 15는 도파로 기판상의 광원, 도파로, 광 트래핑 구조를 평면도로 개략적으로 나타낸다.
도 16은 유도 및 스트레이 광 신호의 경로를 나타내는 도파로 기판상의 광원, 도파로 및 광 트래핑 구조를 평면도로 개략적으로 나타낸다.
도 17a, 18a, 19a는 광 도파로 층과 광 도파로 부근에 형성된 실질적으로 불투명한 코팅의 다양한 측면을 나타내는 개략 단면도이다.
도 17b, 18b, 19b는 광 도파로 층과 광 도파로 부근에 형성된 실질적으로 불투명한 코팅의 다양한 측면을 나타내는 개략 단면도이다.
도 20은 광 트래핑 구조를 포함하는 양방향 광전자 소자를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 21은 다른 양방향 광전자 소자에서의 보호용 캡슐화 재료를 개략적으로 나타낸다.
도 22는 캡슐화 재료 내에 분산된 광 흡수제의 입자를 개략적으로 나타낸다.
도 23은 캡슐화 재료 내에 분산된 중공의 유전성 미소구체를 개략적으로 나타낸다.
도 24는 캡슐화 재료 내에 분산된 광 흡수제 및 중공 유전성 미소구체의 입자를 개략적으로 나타낸다.
도 25는 다른 양방향 광전자 소자의 광 캡슐화 재료 및 보호용 캡슐화 재료를 개략적으로 나타낸다.
개시된 실시예는 개략적으로만 나타내고 있으며, 모든 특징을 상세하게 나타내는 것은 아니다. 소정의 특징이나 구조는 명확하게 나타내기 위해 과장되어 나타낸 것도 있다. 도면은 실측으로 되지 않을 수 있다. 도시한 실시예는 일례에 불과하며, 상세한 설명이나 청구범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
광검출기, 광원, 광원용 구동 회로, 또는 광검출기용의 증폭 또는 필터링 회로를 포함하는 임의의 개수 또는 메커니즘 또는 경로를 통해 다중 채널 또는 양방향 광전자 소자 내에 전기적 누화(electrical cross-talk)가 생길 수 있다. 이러한 전기적 누화는 이들 요소들 간의 용량성 또는 유도성 결합에 기인하는 경우도 있다. 광검출기, 광원, 도파로, 필터, 광 스플리터 또는 컴바이너, 광학 탭, 또는 다른 광학 요소를 포함하는 임의의 개수 또는 메커니즘 또는 경로를 통해 다중 채널 또는 양방향 광전자 소자 내에 광학적 누화(optical cross-talk)가 생길 수 있다. 이러한 광학적 누화는 이들 요소 간의 광의 바람직하지 않은 산란, 반사 또는 전파에 의해 생기는 경우가 있다. 다중 채널 또는 양방향 광전자의 크기가 감소함에 따라, 전기적 또는 광학적 누화가 더 심각해지고 있다. 누화(광학적 또는 전기적)를 일으키는 특정 메커니즘 또는 메커니즘의 조합에 관계없이, 다중 채널 또는 양방향 광전자 소자의 적절한 구성 또는 적용에 의해 누화를 감소시키는 것이 바람직하다.
양방향 광전자 소자의 예를 도 1 및 도 2에 개략적으로 예시하며, 신호 광검출기(114)(일반적으로는 광 다이오드, 다만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다)와 광원(116)(일반적으로는 레이저 다이오드, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다)를 포함한다. 이 소자는 모니터 광검출기(monitor photodetector)(118)를 포함하지만, 이러한 모니터 광검출기를 포함하지 않는 소자도 본 발명 및 청구범위에 포함된다. 도 1은 바람직한 전기 및 광 신호를 나타내며, 도 2는 누화를 생기게 하는 바람직하지 않은 전기 및 광 신호를 나타낸다. 도 1에서, 입력 광 신호(14)는 광 도파로(104)를 따라 전파하고, 신호 광검출기(114)에 의해 수신된다. 신호 광검출기(114)는 입력 광 신호(14)로부터 출력 전기 신호(24)를 생성하며, 출력 전기 신호(24)는 전도성 트레이스(124) 및 전도성 와이어 리드(134)에 의해 신호 광검출기(114)로부터 송신된다. 임의의 적절한 광학 또는 전기적 요소가 입력 광 신호(14) 또는 출력 전기 신호(24)를 송신하기 위해 사용될 수 있다. 입력 전기 신호(26)는 전도성 와이어 리드(136) 및 전도성 트레이스(126)에 의해 광원(116)으로 송신된다. 광원(116)은 광 도파로(106)를 따라 전파하는 입력 전기 신호(26)로부터 출력 광 신호(16)를 생성한다. 임의의 적절한 광 또는 전기적 요소가 입력 전기 신호(26) 또는 출력 광 신호(16)를 송신하기 위해 사용될 수 있다. 모니터 광검출기(118)를 구비하는 소자에서, 출력 광 신호(16)의 일부가 분리되어 모니터 광 신호(18)[도 1 및 2의 예에서 광 도파로(108)를 따라 전파함; 다른 적절한 광학 요소가 사용될 수 있으며, 모니터 광 신호(18)를 분리시키기 위한 광학적 구성에 대해서는 이하에 설명함]를 형성한다. 모니터 광 신호는 모니터 광검출기(118)에 의해 수신되어, 전도성 트레이스(128) 및 전도성 와이어 리드(138)에 의해 송신되는 모니터 전기 신호(28)를 생성한다(도 1 및 도 2의 예에서, 다른 적절한 전도성 요소를 채택할 수 있다). 모니터 전기 신호(28)는 전기 입력 신호(26)를 생성, 변경, 조절 또는 다른 방식으로 제어하는 광원 제어 회로(도시 안 함)에 대한 입력으로서 기능하는 것이 일반적이다. 전형적으로, 모니터 전기 신호(28)는 출력 광 신호(16)에 대한 바람직한 출력 레벨을 유지하기 위한 적절한 피드백 구성으로 이러한 제어 회로에 연결된다. 광검출기, 광원, 도파로 및 트레이스는 일반적으로 기판(10) 위에 위치한다. 전도성 와이어 리드는 기판(10) 위가 아니라 추가의 회로 요소에 전기적으로 접속하도록 사용될 수 있다. 일례로, 이러한 추가의 회로 요소는 기판(10)과 함께 회로 기판상에 위치될 수 있다. 많은 다른 구성도 가능하다.
도 2에서는, 바람직하지 않은 입력 전기 신호(46)[즉, 광원(116)에 도달하지 않지만 다른 바람직하지 않은 위치에 도달하는 입력 전기 신호(26)의 일부분, "바람직하지 않다"는 표현은 의도한 목적지에 도달하지 않지만 다른 바람직하지 않은 위치에 도달하는 전기 신호 또는 광 신호의 임의의 부분을 의미함]가 광원(116) 또는 전도성 트레이스/와이어(126/136)로부터 신호 광검출기(114) 또는 전도성 트레이스/와이어(124/134)로 전파하는 것으로 도시되어 있다. 바람직하지 않은 모니터 전기 신호(48)는 마찬가지로 모니터 광검출기(118)(존재한다는 전제하에) 또는 트레이스/와이어(128/138)로부터 신호 광검출기(114) 또는 트레이스/와이어(124/134)로 전파하는 것으로 도시되어 있다. 이들 바람직하지 않은 신호(46, 48) 중의 하나 또는 모두는 신호 광검출기(114)에 의한 생성 또는 트레이스/와이어(124/134)에 의한 송신과 간섭함으로써 신호 광검출기(24)를 왜곡할 수 있다. 바람직하지 않은 출력 전기 신호(44)도 또한 신호 광검출기(114) 또는 트레이스/와이어(124/134)로부터 광원(116), 트레이스/와이어(126/136), 모니터 광검출기(118) 또는 트레이스/와이어(128/138)로 전파되는 것으로 도시되어 있다. 이들 바람직하지 않은 신호(44)는 대응하는 트레이스/와이어에 의한 입력 또는 모니터 전기 신호(26/28)의 송신, 모니터 광검출기(118)에 의한 모니터 전기 신호(28)의 생성, 또는 광원(116)에 의한 입력 전기 신호(26)의 수신과 간섭할 수 있다. 신호 광검출기(114), 광원(116), 모니터 광검출기(118), 및 대응하는 트레이스/와이어는 서로 전기적으로 직접 접속되지 않기 때문에, 상기 설명한 전파는 본질적으로 방사성이며, 신호 광검출기(114), 광원(116), 모니터 광검출기(118), 대응하는 트레이스/와이어, 광원(116)용 구동 회로, 또는 광검출기(114)용 증폭 또는 필터링 회로들 사이에서 다양한 용량성 또는 유도성 전기 결합에 기인하여 생긴다. 바람직하지 않은 전기 신호(44, 46, 48)의 전파는 기판(10)의 위, 아래 및 이를 관통해서 생길 수 있다. 도 2는 이러한 신호의 모든 가능한 바람직하지 않은 도달 위치 또는 모든 가능한 바람직하지 않은 전기 신호원을 나타낼 수 있다.
도 2에서, 바람직하지 않은 출력 광 신호(36)는 광원(116)으로부터 신호 광검출기(114)로 전파되는 것으로 도시되어 있다. 마찬가지로, 바람직하지 않은 모니터 광 신호(38)는 모니터 광검출기(118)(존재하는 것을 전제로)로부터 신호 광검출기(114)로 전파되는 것으로 도시되어 있다. 이들 바람직하지 않은 신호(36, 38) 중의 하나 또는 모두는 신호 광검출기(114)에 의해 입력 광 신호(14)의 수신과 간섭될 수 있다[예를 들어, 신호 광검출기(114)에 의해 수신되고 바람직하지 않은 배경 노이즈로서 작용하는 것에 의해 자체적으로]. 바람직하지 않은 입력 광 신호(34)는 또한 신호 광검출기(114)로부터 광원(116) 및 모니터 광검출기(118)까지 전파되는 것으로 도시되어 있다. 이들 바람직하지 않은 신호(34)는 출력 광 신호(116)의 생성[예를 들어, 광원(116)으로의 바람직하지 않은 광 피드백에 의해], 또는 모니터 광검출기(118)에 의한 모니터 광 신호(18)의 수신과 간섭될 수 있다. 광 도파로(104, 106)는 도 1 및 도 2의 예에서는 분리되어 있기 때문에(즉, 광학적으로 결합되어 있지 않음), 상기 설명한 전파는 임의의 유도 광학 모드에서는 생기지 않지만, 신호 광검출기(114), 광원(116), 또는 모니터 광검출기(118) 부근의 다양한 산란 또는 반사성 요소, 구조 또는 매질로부터, 또는 도파로(104, 106, 또는 108)와 신호 광검출기(114), 광원(116) 또는 모니터 광검출기(118) 사이에서의 불완전한 광학적 결합으로부터 생긴다. 따라서, 바람직하지 않은 광 신호(34, 36, 38)의 전파는 기판(10)의 위, 아래 또는 내에서 생길 수 있다. 도 2는 이러한 신호의 모든 가능한 바람직하지 않은 도달 위치 또는 모든 가능한 바람직하지 않은 광 신호원 또는 그 일부를 나타낼 수 있다.
양방향 광전자 소자의 다른 예를 도 3 및 도 4에 나타낸다. 이 양방향 광전자 소자의 구조는 도 1 및 도 2와 실질적으로 유사하지만, 입력 및 출력 광 신호가 공통의 광 도파로(102)를 따라 전파되는 점이 다르다. 광 스플리터/컴바이너(optical splitter/combiner)(110)는 입력 광 신호(14)를 광 도파로(102)로부터 광 도파로(104)를 따라 전파되도록 하며, 출력 광 신호(16)를 광 도파로(106)로부터 광 도파로(102)를 따라[입력 광 신호(14)와 반대 방향으로] 전파되도록 한다.
광 스플리터/컴바이너(110)는 입력 및 출력 광 신호(14, 16)의 방향을 설정하기에 적합한 임의의 요소 또는 이들의 조합을 포함한다. 광 스플리터/컴바이너(110)는 광 도파로(102, 104, 106)의 단면 사이에 위치한 자유 공간 광빔을 위한 빔스플리터를 포함(예를 들어, 출원인이 동일한 미국특허 7,031,575호, 7,142,772호, 7,366,379호 7,622,708호, 미국 공개번호 2010/0078547호에 개시된 내용을 참조할 것, 이들 모두 본원에서 참조에 의해 원용함)할 수 있으며, 광 신호의 자유 공간 전파의 임의의 간격을 제공하지 않는 결합된 도파로(102, 104, 106) 내에서 구현(예를 들어, 출원인이 동일한 미국특허 7,330,619호, 7,813,604호, 미국 공개번호 2010/0272395호에 개시된 내용을 참조할 것, 이들 모두 본원에서 참조에 의해 원용함)될 수 있다. 유사한 요소 또는 구성이 모니터 광 신호(18)를 형성하기 위해 출력 광 신호(16)의 일부를 분리시키도록 채택될 수 있다. 광 스플리터/컴바이너(110)는 광 신호의 편광 분리(spectral separation)(예를 들어, 색선별 빔스플리터 등의 필터나 격자) 또는 광 신호의 차분 편광에 기초하여 작용하거나, 광 신호를 분리시키기 위한 임의의 다른 적절한 수단에 기초해서 작용할 수 있다.
도 4에서, 도 2에 이미 개시된 바람직하지 않은 신호에 추가로, 몇 개의 추가의 바람직하지 않은 광 신호에 누화가 생길 수 있다. 추가의 바람직하지 않은 광 신호(34, 36)는 광 스플리터/컴바이너(110)로부터 유도되지 않은 신호로서 발생될 수 있으며, 신호 광 다이오드(114), 광원(116), 또는 모니터 광검출기(118)를 향해 전파될 수 있다(직접 또는 산란이나 반사의 결과로서). 또한, 광 도파로(104, 106)는 광 도파로(102)에 광학적으로 결합되기 때문에, 지원되는 광학 모드로서 도파로를 따라 전파되는 바람직하지 않은 광 신호가 생길 수 있다. 바람직하지 않은 입력 광 신호(54)는 도파로(106)를 따라 광원(116)으로, 또는 광 도파로(108)를 따라 모니터 광 다이오드(118)로 전파될 수 있다. 마찬가지로, 바람직하지 않은 광 출력 신호(56)는 도파로(104)를 따라 신호 광검출기(114)로 전파될 수 있다.
도 2 및 도 4는 모든 가능한 바람직하지 않은 광 또는 전기 신호 또는 이러한 신호의 모든 가능한 바람직하지 않은 도달 위치를 나타내지는 않는다는 점에서 예시에 불과하다. 특히, 레이저 광원(116)과 모니터 광검출기(118) 사이에서는 전파되는 바람직하지 않은 광 또는 전기 신호가 도시되어 있지 않다. 이러한 바람직하지 않은 신호는 빈번하게 발생될 수 있지만, 바람직하지 않은 광 신호(34, 36, 38) 또는 바람직하지 않은 전기 신호(44, 46, 48)보다는 문제가 되지 않는데(누화의 관점에서), 이는 광원(116), 및 모니터 광검출기(118)가 도파로(108)를 통해 광학적으로 그리고 광원 제어 회로(도시 안 함)를 통해 전기적으로 결합되기 때문이다. 그러나, 이하에 개시하는 방법 및 장치가, 이들이 명확하게 도시 또는 개시된 것뿐만 아니라, 누화를 생기게 하는 임의의 바람직하지 않은 광 신호 또는 전기 신호의 영향을 경감시키기 위해 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 4는 하나의 광원(116)과 하나의 신호 광검출기(114), 즉 소위 다이플렉서(diplexer)로서 기능하는 양방향 소자만을 도시하고 있다는 점에서 예시에 불과하다. 더 일반적으로 말하면, 양방향 광전자 소자는 임의의 바람직한 개수의 광원 또는 신호 광검출기를 포함할 수 있으며, 이러한 소자는 본 개시 또는 청구범위의 기술적 범위에 속하게 될 것이다. 바람직하지 않은 광 또는 전기 신호는 이들 다수의 광원 또는 광검출기 중의 임의의 것으로부터 생길 수 있으며, 임의의 다른 광원 또는 광검출기에 도달함으로써 누화가 생길 수 있다. 예를 들어, 소위 트리플렉서(triplexer)가 도 5에 개략적으로 도시되어 있다(구체적인 부분과 바람직하지 않은 신호는 생략했음). 이 트리플렉서에는 2개의 독립된 입력 신호(14a/14b)가 대응하는 신호 광검출기(114a, 114b)에 의해 수신되어, 대응하는 출력 전기 신호(26a, 26b)를 생성한다. 더 일반적으로 말하면, 일반적인 다중 채널 광전자 소자에서, 임의의 입력 또는 출력 신호(전기 또는 광)에 대해 누화 페널티가 생길 수 있으며, 이것은 임의의 다른 입력 또는 출력 신호(전기 또는 광)의 바람직하지 않은 부분에 기인한 것이 될 수 있다.
앞서 설명한 광학적 누화 및 전기적 누화는 다중 채널 또는 양방향 소자의 전체 크기가 감소할수록 더 명백해지는 경향이 있다. 특히, 광검출기, 광원, 도파로 및 트레이스가 모두 10 밀리미터(mm) 이하의 에지 치수를 갖는 공통의 기판상에 위치한 다중 채널 또는 양방향 소자의 경우, 누화는 소자의 성능을 실질적으로 열화시키기에 충분히 크게 될 수 있다. 예를 들어, 5 mm 기판(10)상에 조립된 양방향 소자에서(예를 들어, 광원 및 광검출기가 서로 2 또는 3 mm 이내), 전기적 누화 페널티는 3 dB 이상인 것으로 측정되었으며, 광학적 누화 페널티는 3 dB 이상인 것으로 측정되었다.
전기적 또는 광학적 누화가 생기는 특정 메커니즘 또는 이들의 조합에 관계없이, 양방향 소자의 적절한 구성 또는 배치에 의해 전기적 또는 광학적 누화를 저감시키는 것이 바람직하다.
광원 구동 회로
본 개시는 (i) Joel S. Paslaski에 의해 2010년 4월 28일에 출원된 미국 가출원 61/328,675호, 및 (ii) Joel S. Paslaski, Araceli Ruiz, Peter C. Sercel 및 Rolf A. Wyss에 의해 2011년 4월 28일자로 출원된 미국 출원 13/096,648호에 개시된 발명의 주제에 관한 것이며, 이들을 본원에 참조에 의해 원용한다.
종래의 양방향 광전자 소자는, 도 6의 기능 블록도에 도시되어 있으며, 광검출기(114), 광원(116), 및 광원(116)용 구동 회로(150)를 포함한다. 광검출기(114)는 송신된 제1 정보를 부호화하기 위해 변조된 입력 광 신호(14)를 수신하고, 송신된 제2 정보를 부호화하기 위해 변조된 출력 전기 신호(24)에 따라 생성하도록 구성된다. 광검출기(114)는 p-i-n 광 다이오드, 애벌런치 광 다이오드(avalanche photodiode), 또는 임의의 다른 적절한 광검출기를 포함할 수 있다. p-i-n 광 다이오드(114)는 회로(115)에 접속되고 전압 VPD에 의해 역바이어싱된 것으로, 도 6의 예에 도시되어 있다. 출력 전기 신호(24)는 회로(115)를 통과하며, 이 회로(115)는 광 다이오드(114)와 직렬인 단일 저항기를 포함하거나, 임의의 적절한 필터링, 임피던스 정합, 증폭 등의 능동 또는 수동 회로(예를 들어, 트랜스임피던스 증폭기 및 관련 요소 및 전원)를 포함할 수 있다.
종래의 양방향 광전자 소자의 광원(116)은 송신된 제2 정보를 부호화하기 위해 변조된 단극 신호원(23)으로부터 입력 전기 신호를 수신하고, 송신된 제2 정보를 부호화하기 위해 변조된 출력 광 신호(16)에 따라 생성하도록 구성된다. 광원(116)은 제1 및 제2 전기 입력 리드(126a, 126b)를 포함하며, 도 6의 예에서는, 레이저 다이오드(116)를 포함한다. 광원(116)은 전기 입력 리드(126A)에서 구동 회로(150)에 의해 인가된 입력 전기 신호(26)를 수신하고, 전기 입력 리드(126b)에서 구동 회로(150)에 의해 인가된 전압 VLS에 접속된다. 입력 전기 신호(26)는 DC 오프셋을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있으며, 회로(152, 154)를 통해 광원(116)에 AC 결합 또는 DC 결합될 수 있다. 회로(152, 154)는 입력 전기 신호(26)를 DC 결합하도록 구성된 간단한 접속 또는 다이오드, 입력 전기 신호(26)를 AC 결합하도록 구성된 단일 커패시터를 포함하거나, 입력 전기 신호(26)를 광원(116)에 인가하기 위한 임의의 적절한 필터링, 임피던스 정합, 증폭 등의 능동 또는 수동 회로를 포함할 수 있다. 연산 증폭기 AMPLS, 피드백 임피던스 ZLS, 트랜지스터 TLS, 및 저항기 RLS가 도 6의 예에 도시되어 있으며, 레이저 다이오드(116)에 의해 방출되는 평균 광 파워(average optical power)를 조절하기 위한 제어 회로를 포함한다. 제어 및 모니터 전압 VCON 및 VMON은 트랜지스터 TLS와 레이저 다이오드(116)를 통한 평균 전류 흐름을 조절하기 위해 연산 증폭기 AMPLS에 인가된다. 제어 및 모니터 전압은 임의의 적절한 방식으로 생성될 수 있다[예를 들어, 출력 광 신호(16)의 평균 파워를 모니터링해서, 또는 입력 전기 신호(26)의 평균 파워를 모니터링해서]. 많은 적절한 구성이 알려져 있으며, 레이저 다이오드(116)를 통한 평균 전류 흐름을 조절하기 위해 사용될 수 있거나, 이러한 조절을 필요에 따라 생략할 수 있다(이후의 도면에서도 생략될 수 있다).
본 개시에 따른 양방향 광전자 소자는, 도 7의 기능 블록도에 나타내며, 광검출기(114), 광원(116), 및 광원(116)용 구동 회로(250)를 포함한다. 광검출기(114)는 (i) 송신된 제1 정보를 부호화하기 위해 변조된 출력 전기 신호(24)를 생성하고, (ii)송신된 정보를 부호화하기 위해 변조된 출력 전기 신호(24)를 생성하도록 구성된다. 출력 전기 신호(24)는 기저대역 증폭 변조 디지털 신호를 포함할 수 있으며, 임의의 적절한 변조 방식 또는 반송 주파수가 사용될 수 있다. 광검출기(114)는 p-i-n 광 다이오드, 애벌런치 광 다이오드, 또는 임의의 다른 적절한 광검출기를 포함할 수 있다. p-i-n 광 다이오드(114)는 회로(115)에 접속되고 전압 VPD에 의해 역바이어싱된 것으로, 도 7의 예에 도시되어 있다. 출력 전기 신호(24)는 회로(115)를 통과하며, 이 회로(115)는 광 다이오드(114)와 직렬인 단일 저항기를 포함하거나, 임의의 적절한 필터링, 임피던스 정합, 증폭 등의 능동 또는 수동 회로(예를 들어, 트랜스임피던스 증폭기 및 관련 요소 및 전원)를 포함할 수 있다.
양방향 광전자 소자의 광원(116)은 (i) 송신된 제2 정보를 부호화하도록 변조된 양극 신호원(25)으로부터 반전된 복제 신호(26a, 26b)로서 입력 전기 신호를 수신하고, (ii) 송신된 제2 정보를 부호화하도록 변조된 출력 광 신호(16)에 따라 생성하도록 구성된다. 양극 입력 전기 신호(26a, 26b)를 총칭해서 입력 전기 신호(26)라 한다. 입력 전기 신호(26)는 기저대역 증폭변조된 디지털 신호를 포함할 수 있으며, 임의의 적절한 변조 방식 또는 반송 주파수가 채택될 수 있다. 광원(116)은 제1 및 제2 전기 입력 리드(126a, 126b)를 가지며, 도 7의 예에서는, 레이저 다이오드(116)를 포함한다. 광원(116)은 제1 및 제2 전기 입력 리드(126a, 126b)에서 구동 회로(250)에 의해 인가된 제1 및 제2 부분(27a, 27b)으로서 입력 전기 신호(26)를 수신하고, 제2 전기 입력 리드(126b)에서 전원 VLS이 구동 회로(250)를 통해 인가된다. 입력 전기 신호(26)는 DC 오프셋을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있으며, 구동 회로(250)를 통해 광원(116)에 AC 결합 또는 DC 결합될 수 있다(제1 및 제2 입력 전기 신호 부분(27a, 27b)으로서). 구동 회로(250)는 이하에 설명하는 바와 같이, 입력 전기 신호(26)를 수신하기 위한 전기 또는 전자 분야에서의 당업자에 의해 그리고 제1 및 제2 부분(27a, 27b)을 전기 입력 리드(126a, 126b)에 인가하는 것에 의해 유도될 수 있는 임의의 많은 구성을 가질 수 있으며, 본 개시와 청구범위는 본원에 개시된 것과 같이 동작하는 임의의 회로 구성을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 구동 회로(250)는 임의의 적절한 수동 요소, 능동 요소, 전압 또는 전류 공급원, 필터링 회로, 임피던스 정합 회로, 증폭 회로, 또는 그외 입력 전기 신호(26)를 수신하고 제1 및 제2 부분(27a, 27b)을 전기 입력 리드(126a, 126b)에 인가하는 것에 따른 능동 또는 수동 회로가 될 수 있다. 구동 회로(250)는 추가의 제어 또는 조절 회로를 포함할 수 있으며, 이러한 제어 또는 조절 회로는 광원(116; 도 6 참조)을 통해 흐르는 평균 전류(그리고, 이로부터 나오는 평균 광 출력 파워)를 제어한다. 다만, 이러한 회로는 도면에서 생략되어 있을 수 있다.
광원(116)은 입력 전기 신호(26)의 각각의 부분(27a, 27b)을 수신하기 위한 제1 및 제2 전기 입력 리드(126a, 126b)를 포함한다. 도면에 나타낸 실시예는 양극 신호(26a, 26b)로서 입력 전기 신호(26)를 나타내고 있지만, 구동 회로(250)는 전기 또는 전자 분야에서 알려진 방법으로 단극 입력 전기 신호(26)를 수신하고 제1 및 제2 부분(27a, 27b)을 생성하도록 구현될 수 있으며, 단극 입력 신호를 이용하는 이러한 구현은 본 개시나 청구범위의 기술적 범위에 속한다. 앞서 설명한 바와 같이, 구동 회로(250)는 입력 전기 신호(26)의 제1 부분(27a)을 광원(116)의 제1 전기 입력 리드(126a)에 인가하고, 입력 전기 신호(26)의 제2 부분(27b)을 광원(116)의 제2 전기 입력 리드(126b)에 인가하도록 구성된다. 구동 회로(250)는 입력 전기 신호의 제2 부분(27b)이 제1 부분(27a)의 조정되고 반전된 실질적인 복제 부분이며, 도 8에 개략적으로 도시되어 있다. 입력 전기 신호(26)는 DC 오프셋(도 8의 예에는 도시하지 않음)을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다. 입력 전기 신호(26)의 전기 입력 리드(126a, 126b)에 인가되는 부분(27a, 27b)은 DC 오프셋을 각각 포함할 수 있으며, 입력 전기 신호(26a, 26b)(내부에 존재하는 것을 전제로)의 DC 오프셋으로부터 유도될 수 있고, 구동 회로(250)에 의해 추가 또는 변경(적절한 수준으로)되거나, 서로 상이할 수 있다.
일례로, 광원(116)은 반도체 광원, 일반적으로는 레이저 다이오드를 포함한다. 본 예에서, 제1 전기 입력 리드(126a)는 레이저 다이오드(116)의 캐소드를 포함하고, 제2 전기 입력 리드(126b)는 레이저 다이오드(116)의 애노드를 포함한다. 종래의 레이저 구동 회로(예를 들어, 도 6에 나타낸 것)에서는, 단극 입력 전기 신호(26)가 레이저 다이오드(116)의 캐소드에만 인가된다[입력 리드(126a)를 통해]. 레이저 다이오드 캐소드의 전압은 입력 전기 신호의 시간 변동을 따르며, 레이저 다이오드 애노드[입력 리드(126b)]의 전압은 실질적으로 적은 진폭에 따라 변화하는 것이 일반적이다. 많은 종래의 레이저 구동 회로의 경우, 레이저 다이오드 애노드는 사실상 비교적 큰 용량에 의해 VLS에의 접속과 병렬로 그리고 그 부근에서 접지에 RF 접지되어 있다[예를 들어, 도 6에서, 회로(154)는 단일의 커패시터를 포함함]. 이와 달리, 구동 회로(250; 도 7 참조)는 입력 전기 신호(26)의 반전되고 조정된 복제 부분(27a, 27b)을 레이저 다이오드(116)의 전기 입력 리드(126a, 126b)에 전달하도록 구성된다. 도 7의 소자에서, 레이저 다이오드 애노드 및 캐소드의 전압은 모두 입력 전기 신호(26)에 따라 변화하지만, 더 작고 반대인 진폭[신호(27a, 27b)로서]을 가지며, 구동 회로(250)에 의해 구동되는 레이저 다이오드(116) 양단에서의 전체적인 전압 강하는 종래의 구동 회로(150)에 의해 구동되는 것과 유사할 수 있다. 본 개시에 따라 구동 회로(250)를 구비하도록 구성된 양방향 광전자 소자는 구동 회로(150)를 구비하는 종래의 양방향 소자보다 전기적 누화가 적다는 것이 관측되었다[다른 모든 요인은 동일하다. 예를 들어, 전기 입력 신호의 진폭, 광검출기 및 광원의 타입과 상대적 위치 등, 즉, 레이저 다이오드(116)의 양극 대 단극 변조에 대해서만 상이함].
상기 설명한 전기적 누화의 저감은 통상적으로 레이저 다이오드(116) 및 광검출기(114)가 충분히 서로 인접해서 위치하는 경우 등의 소정의 조건하에서만 관측되거나 기능적으로 충분한 것이다. 예를 들어, 광검출기(114)(p-i-n 광 다이오드) 및 광원(116)(레이저 다이오드)이 대략 4 내지 5 mm 정도 떨어져서 공통 기판상에 위치해 있는 양방향 광전자 소자(도 6에 나타낸 것과 같이 구성된)에서는, 레이저 다이오드의 동작에 의한 대략 0.5 dBm의 누화 페널티만이 관측되었으며, 이는 많은 공통의 기능적 시나리오에서는 허용가능한 것이 일반적이다. 그러나, 다른 예로서, 광검출기(114)(p-i-n 광 다이오드) 및 광원(116)(레이저 다이오드)이 대략 2 mm 정도 떨어져서 공통 기판상에 위치해 있는 양방향 광전자 소자(도 6에 나타낸 것과 같이 구성된)에서는, 레이저 다이오드에 의한 광검출기 성능의 열화가 더 커진 것이 관측되었다. 일반적으로, 대략 4-5 dBm의 누화 페널티가 관측되었다.
도 9는 구동 회로(250)를 간단히 나타낸 것으로서, 저항기(R19, R77, R78, R88)로 이루어진 망을 사용해서, 입력 전기 신호(26)로부터 전기 신호 부분(27a, 27b)을 생성하는 것이다. R77과 R78은 이들 저항기 사이에 접지되는 분압기(voltage divider)를 형성하며, 신호 부분(27a, 27b)은 저항기 R19 및 R88을 통과한다. R19 및 R88의 값이 변화함에 따라(R19+R88
Figure 112012053780303-pct00001
22Ω을 유지), 신호 부분(27a, 27b)은 변화하고 유니티(R19=R88=11Ω인 경우) 부근의 최소 스케일 계수(scale factor)로 되는 상대적인 절대 스케일 계수와 서로 반전된 실질적인 복제 부분들이다. 이러한 대칭적인 구성에 의해, 입력 전기 신호가 구동 회로(250)와 광원(116)에 인가될 때에 대략 3 dBm 이하의 누화 페널티가 만들어지고, 구동 회로(150)와 광원(116)의 동작 동안에는 광검출기(114)에 대해 관측된 4-5 dBm 누화 페널티보다는 개선된 것이다.
그러나, 도 9의 대칭 구성은 도 6의 구성보다 가장 큰 개선을 제공하지는 못한다. R19=12Ω이고 R88=9Ω인 구동 회로(250)의 구성은 대략 2.5 dBm의 누화 페널티를 만들어내며, 이것은 도 9의 구성에 대해 달성가능한 최소 누화 페널티가 되는 것으로 보인다. 이러한 구성에서, 레이저 애노드[리드(126b)]의 전압 변조의 진폭은 레이저 캐소드의 전압 변조[리드(26a), 애노드에 비해 반전된 변조]보다 다소 크게 보인다. 소정의 레이저 다이오드 또는 다른 레이저 광원(116)에 대하여, 광 다이오드 또는 다른 광검출기(114), 광원 및 광검출기의 공간 구성, 구동 회로(250)의 특정의 구성, 신호 부분(27a, 27b)의 상대적 진폭(즉, 스케일 계수)은 입력 전기 신호가 구동 회로(250)를 통해 광원(116)에 인가되는 경우, 최소 누화 페널티를 달성하도록 최적화될 수 있다(도 10의 도표에 나타냄).
도 11은 다른 구동 회로(250)를 간단히 나타낸 것으로서, 도 9와 유사하지만, 레이저 다이오드(116)에 대한 바이어스 회로의 RF 등가 회로(R34/35, C30/31, L10/11)를 포함하는 추가의 내용이 도시되어 있다. 도 9의 예에서, R13, R16, R32 및 R33을 포함하는 저항기 망을 사용해서, 입력 전기 신호(26)로부터 전기 신호 부분(27a, 27b)이 제공된다.
R32 및 R33은 이들 저항기 사이에 접지되는 분압기를 형성하며, 신호 부분(27a, 27b)은 저항기 R13 및 R16을 통과한다. R13 및 R16의 값이 변화함에 따라(R13+R16
Figure 112012053780303-pct00002
18Ω을 유지), 신호 부분(27a, 27b)은 변화하고 유니티(R13=R16=9Ω인 경우) 부근의 최소 스케일 계수(scale factor)로 되는 상대적인 절대 스케일 계수와 서로 반전된 실질적인 복제 부분들이다. 이러한 대칭적인 구성에 의해, 입력 전기 신호가 구동 회로(250)와 광원(116)에 인가될 때에 대략 0.3 dB 이하의 누화 페널티가 만들어지고, 구동 회로(150)와 광원(116)[광원(116)의 단극 구동을 제외하고는, 도 11에서와 실질적으로 유사하게 구성됨]의 동작 동안에는 광검출기(114)에 대해 관측된 0.8-1.0 dB 누화 페널티보다는 개선된 것이다.
유사한 설명으로서, 도 11의 대칭 구성은 도 6의 구성보다 가장 큰 개선을 제공하지는 못한다. R13=11Ω이고 R16=6.8Ω인 구동 회로(250)의 구성은 대략 0.1-0.2 dB의 누화 페널티를 만들어내며, 이것은 도 11의 구성에 대해 달성가능한 최소 누화 페널티가 되는 것으로 보인다(도 12의 도표에 나타낸 것처럼). 이러한 구성에서, 레이저 애노드[리드(126b)]의 전압 변조의 진폭은 레이저 캐소드의 전압 변조[리드(26a), 애노드에 비해 반전된 변조]보다 다소 크게 보인다. 소정의 레이저 다이오드 또는 다른 레이저 광원(116)에 대하여, 광 다이오드 또는 다른 광검출기(114), 광원 및 광검출기의 공간 구성, 구동 회로(250)의 특정의 구성, 신호 부분(27a, 27b)의 상대적 진폭(즉, 스케일 계수)은 입력 전기 신호가 구동 회로(250)를 통해 광원(116)에 인가되는 경우, 광검출기 감도에서의 최소 저감을 달성하도록 최적화될 수 있다.
도 13 및 도 14는 구동 회로(250)와 레이저 다이오드(116)를 구체적으로 나타낸다. 도 13의 구동 회로(250)는 입력 전기 신호(26)가 레이저 다이오드(116)에 AC 결합되어 있으며, 예를 들어 저항기(R3, R4)의 값을 변경함으로써 최소의 누화 페널티[즉, 입력 전기 신호(26)가 레이저 다이오드(116)에 인가되는 동안 최대의 포토다이오드 감도]가 최적화될 수 있다. 이와 달리, 저항기(R7, R8) 및 저항기(R1, R2) 또는 3쌍의 저항기의 다양한 조합이 누화 페널티를 최소로 하기 위해 변경될 수 있다. R1/R2 또는 R7/R8을 변경하게 되면, 관련된 반응성 요소도 레이저 다이오드의 적절한 위상 정합 및 관련 주파수 범위를 넘는 캐소드 전압을 유지하도록 변경될 수 있다. 도 14의 구동 회로(250)는 입력 전기 신호(26)가 레이저 다이오드(116)에 DC 결합될 수 있으며, 예를 들어 저항기(R1, R2)의 값을 변경함으로써 누화를 최소로 하도록 최적화될 수 있다. 이 경우, 반응성 요소(예를 들어, C1/C2 또는 L1/L2)도 레이저 다이오드의 적절한 위상 정합 및 관련 주파수 범위를 넘는 캐소드 전압을 유지하도록 변경될 수 있다.
도 7, 9, 11, 13 및 14의 실시예는 예시에 불과하며, 더 많은 수 또는 더 적은 수의 요소를 포함하거나 다른 배치 구성을 갖는 많은 다른 회로를 구성할 수 있으며, 이들 모두 본 명세서 또는 청구범위 내에 속한다. 특히, 실시예의 일부 요소는 선택적이며, 반드시 구비하지 않아도 된다[예를 들어, 도 8의 다이오드(D2) 또는 인덕터(L4, L5); 도 9의 다이오드(D2, D3)].
광 트래핑 구조
광전자 소자의 공통 구성은 하나 의상의 광 도파로가 형성된 기판(10)과, 기판상에 설치되어, 광 출력 신호의 적어도 일부를 기판상의 광 도파로에 송출(launch)하도록 위치된 하나 이상의 광원을 포함한다. 송출된 광 신호는 2개의 횡방향 치수(transverse dimensions)로 실질적으로 한정되는 대응하는 안내 광학 모드 내의 광 도파로를 따라 전파한다.
광 도파로는 통상 기판(10) 상에 성장, 증착 또는 그외 다른 방법으로 형성된 적절한 코어 또는 클래드 재료로 된 하나 이상의 층에 형성되며, 이들 층을 광 도파로 층(20)이라고 할 수 있다. 기판(10)은 광 도파로 층(20)의 구조적 지지체로서 작용한다. 광 도파로 층(20)의 하나 이상의 공간적 선택 처리(재료의 증착, 제거 또는 변질에 의해)는 광 도파로를 형성하고, 이들 처리된 층(또는 이들 층의 처리된 영역)은 도파로 클래딩으로 작용하는 주변 층보다 약간 높은 굴절률을 갖는 도파로 코어로서 작용하는 경우가 많다. 통상적인 도파로 기판은 클래딩 층뿐만 아니라 하나 이상의 코어 층을 갖는 영역 및 클래딩 층만을 갖는 영역을 포함한다. 다중-코어 도파로를 갖는 기판의 예로서, 별개의 영역은 존재하는 상이한 개수의 코어 층을 가질 수 있으며, 도파로는 모든 코어 층이 존재하는 이들 영역에 의해 형성된다. 많은 다른 코어/클래딩 구성은 본 발명의 범위 내에서 채택될 수 있다.
광원(116)과 광 도파로(106) 간의 광 결합이 불완전하고, 광원에 의해 방출되는 광 신호의 일부가 출력 광 신호(16)와 같이 안내 광학 모드로 전파되지 않고, 바람직하지 않은 광 신호(36)처럼 주변으로 빠져나가는 경우가 있다. 빠져나온 스트레이 광 신호(stray optical signal)의 소정의 부분은 광 도파로 층(20)의 하나 이상으로 전파하지만, 이들의 대응하는 광학 모드로 임의의 광 도파로에 의한 제한은 없다. 광 도파로 층을 전파하는 스트레이 광 신호는 도파로 기판상의 광검출기 또는 다른 광원 등의 다른 광학 부품과 간섭하거나 그 부품의 성능을 교란시킬 수 있다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이, 다중 채널 또는 양방향 광전자 소자(예를 들어, 양방향 광전자 트랜시버)에서, 광원에 의해 방출되고 광 도파로로 전파하는 스트레이 광 신호는 광검출기(114)에 의한 입력 광 신호(14)의 수신을 간섭해서, 스트레이 광 신호(36)가 존재하는 경우, 입력 광 신호(14)에 대한 광검출기(114)의 감도를 감소시킬 수 있다(소위 "누화 페널티"로서 설명 또는 정량화되기도 함).
광전자 소자의 성능에 대한 스트레이 광 신호의 악영향을 감소시키기 위한 한가지 방법은 도파로 기판(10)상에 또는 도파로 층(20) 내에 광 차단 또는 광 트래핑 구조를 제공하는 것이다. 이러한 구조의 몇 가지 예가 다음의 문헌에 개시되어 있다.
2002년 7월 9일자로 Gampp에게 허여된 "Lateral trenching for cross coupling suppression in integrated optical chips"란 명칭의 미국특허 6,418,246호;
2005년 10월 25일자로 Steenblik 등에게 허여된 "Planar optical waveguide"란 명칭의 미국특허 6,959,138호;
2007년 5월 22일자로 Steenblik 등에게 허여된 ""Planar optical waveguide"란 명칭의 미국특허 7,221,845호;
2007년 10월 2일자로 Goushcha 등에게 허여된 "Fast Si diodes and arrays with high quantum efficiency built on dielectrically isolated wafers"란 명칭의 미국특허 7,276,770호;
2009년 5월 12일자로 Mihalakis에게 허여된 "Single MEMS imager optical engine"이란 명칭의 미국특허 7,530,693호;
2002년 9월 26일자로 공개된 Weckstrom의 "Chemiluminescent gas analyzer"란 명칭의 미국특허출원 공개번호 2002/0137227호;
2004년 8월 5일자로 공개된 Kitcher의 "Deep trenches for optical and electrical isolation"란 명칭의 미국특허출원 공개빈호 2004/0151460호;
2005년 5월 19일자로 공개된 Vonsovici 등의 "Integrated optical arrangement"란 명칭의 미국특허출원 공개번호 2005/0105842호;
2008년 1월 24일자로 공개된 Steenblik 등의 "Planar optical waveguide"란 명칭의 미국특허출원 공개번호 2008/0019652호; 및
2009년 3월 26일자로 공개된 Pang 등의 "Beam dump for a very-high-intensity laser beam"이란 명칭의 미국특허출원 공개번호 2009/0080084호.
도 15 내지 도 20은 도파로 기판(10)상에 또는 그 위의 광 도파로 층(20)에 형성된 광 트래핑 구조(즉, 하나 이상의 광 콜렉터 및 하나 이상의 광 트랩)를 개선한 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 15 및 16에서, 임의의 적절한 유형 또는 구성의 광 도파로(106)는 도파로 기판(10)상의 광 도파로 층(20) 내에 형성된다. 광 도파로 층(20)과 도파로 기판(10)은 많은 적절한 재료 중의 임의의 것으로 구성될 수 있으며, 모두 본원의 범위 내에 포함된다. 일반적인 구현으로서, 기판(10)은 실리콘을 포함하여 이루어지며, 도파로 층(20)은 실리카, 도핑 실리카, 실리콘 나이트라이드, 또는 실리콘 옥시나이트라이드 중의 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다. 광 도파로의 적절한 예로는 동일 출원인의 미국특허 6,975,798호, 7,136,564호, 7,164,838호, 7,184,643호, 7,373,067호, 7,394,954호, 7,397,995호, 7,646,957호, 또는 동일 출원인의 공개번호 2010/0092144호에 개시되어 있으며, 이들 문헌을 본원에 참조에 의해 원용한다.
광원(116)은 기판(10) 상에 또는 도파로 층(20) 중의 하나 위에 위치하며, 도파로(106)에 의해 2개의 횡방향 치수에 의해 실질적으로 제한되는 안내 광학 모드로서 광 도파로(106)를 따라 전파하도록 광 신호[또는 광 신호의 제1 부분(16), 이하 송출 광 신호(16)라고 함]를 제공하도록 위치된다. 광 신호의 제2 스트레이 부분(36)[이하, 스트레이 광 신호(36)라고 함]은 안내 광학 모드에서의 도파로(106)에 의한 제한 없이 광 도파로 층(20) 내의 광원(116)으로부터 전파한다. 광원(116)은 기판(10) 또는 도파로 층(20) 상에 형성 또는 설치될 수 있는 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드, 광섬유, 다른 기판상의 다른 광 도파로, 빔스플리터 또는 탭 등의 광 신호(16, 36)의 임의의 광원을 포함할 수 있다.
어떠한 광 트래핑 구조 없이, 광 신호의 스트레이 부분(36)은 광 도파로 층(20)을 통해 전파될 수 있으며, 기판(20) 상의 다른 광 부품의 성능과 간섭하거나 성능을 교란시킬 수 있다. 도 15 및 도 16는 광 콜렉터(310a, 310b, 310c)[총칭해서 광 콜렉터(310x) 또는 광 콜렉터(310)라고 함] 및 광 트랩(light trap)(320)을 포함하는 광 트래핑 구조를 개략적으로 나타낸다. 3개의 광 콜렉터(310) 및 하나의 광 트랩(320)이 도시되어 있지만, 광 콜렉터와 광 트랩의 수에는 제한이 없으며 임의의 개수를 채택할 수 있다. 광 콜렉터(310x)의 각각은 광 도파로 층(20)의 하나 이상의 측면(312)과 측면(312) 상의 실질적으로 불투명한 코팅(330)을 포함한다(도 17a, 18a, 19a). 광 트랩(320)은 광 도파로 층(20)의 하나 이상의 측면(312)과 측면(312) 상의 실질적으로 불투명한 코팅(330)을 포함한다(도 17a, 18a, 19a). 각각의 광 트랩(320)은 광 도파로 층(20)의 하나 이상의 측면(322)과 측면(322) 상의 실질적으로 불투명한 코팅(330)을 포함한다(도 17b, 18b, 19b). 측면(312, 322)은 기판(10) 및 광 도파로 층(20)에 실질적으로 직각, 즉 수평의 기판(10)에 대해 실질적으로 수직이다. 수평 및 수직은 상대적인 표현이며, 절대적인 공간 배향을 지정하는 것은 아니다. 도 17a, 18a, 19a는 도파로(106)[예를 들어, 광 콜렉터(310a)의 경우와 같이] 부근에 형성된 측면(312)을 나타내지만, 광 콜렉터(310x)는 임의의 도파로로부터 멀리 떨어진 위치를 포함하며, 기판(10) 상의 임의의 적절한 위치에 형성될 수 있다(이에 따라, 도 17b, 18b, 19b와 유사하게 됨). 마찬가지로, 도 17b, 18b, 19b는 임의의 도파로로부터 떨어져 형성된 측면(322)이 도시되어 있지만, 광 트랩(320)은 도파로(106) 부근의 위치를 포함하여, 기판(10) 상의 임의의 적절한 위치에 형성될 수 있다(이에 따라, 도 17a, 18a, 19a와 유사하게 됨).
스트레이 광 신호(36)는 광 도파로 층(20) 내의 광원(116)으로부터 전파하고, 측면(312) 및 실질적으로 불투명한 코팅(330)에 도달해서, 그 방향으로의 추가의 전파가 차단된다. 코팅(330)은 입사 광의 일부를 흡수하고 그 나머지를 반사한다. 각 광 콜렉터(310x)의 측면(312)은 스트레이 광 신호의 반사된 부분이 광 트랩(320)을 향하도록[직접 또는 다른 광 콜렉터(310x)에 의해 다른 방향으로] 배치된다.
광 트랩(320)의 측면(322) 및 실질적으로 불투명한 코팅(330)은 광 도파로 층(20)의 대응하는 나선형 영역을 형성한다. 이 나선형 영역은 개방 입구(324)와 폐쇄 단부(326)를 포함한다. 스트레이 광 신호(36)의 광 도파로 층(20)에서 개방 입구(324)로 전파되는 부분은 표현(322) 및 코팅(330)으로부터 나선형 영역으로 폐쇄 단부(326)에 도달할 때까지 반복해서 반사된다(도 16에 도시된 바와 같이). 통상적으로, 반사가 있을 때에, 스트레이 광 신호(36)의 일부는 흡수되고 나머지는 반사된다. 나선형 영역은 임의의 적절한 방식으로 배치될 수 있으며, 대략 180°를 넘는 아크(arc)에 대한다(subtend). 일부 예에서, 나선형 영역은 뿔 모양의 나선형 영역[즉, 끝으로 갈수록 좁아지도록 된, 또는 폐쇄 단부(326) 쪽으로 폭이 좁아지게 된 뿔 모양의 나선형]이 될 수 있다.
실질적으로 불투명한 코팅(330)은 스트레이 광 신호(36)가 측면(312/322)으로부터 반복해서 반사됨에 따라 이 신호가 감쇄되도록, 광원(330)의 동작 파장 범위를 넘는 광학 흡수도를 나타내도록 배치된다. 실질적인 불투명과 적절한 정도의 광학 흡수 정도를 제공하도록 금속 코팅이 채택될 수 있다. 일례로, 대략 1200~1700 nm의 동작 파장 범위를 넘는 크롬 또는 티타늄이 채택될 수 있으며, 임의의 다른 적절한 파장 범위를 넘는 임의의 다른 적절한 금속이 사용될 수 있는데, 이들 모두 본원의 범위 내에 포함된다. 대략 150 nm를 넘는 코팅(330)의 두께는 충분한 정도의 불투명도를 제공할 수 있으며, 적절한 불투명성을 보장하기 위한 더 큰 두께를 사용해도 된다. 일례로, 크롬 또는 티타늄층이, 예를 들어 실리카, 실리콘 나이트라이드 또는 유사한 굴절률을 갖는 다른 유전체 재료를 포함하는 광 도파로 층(20)의 측면(312/322) 상에 증착되는데, 대략 45%의 입사 스트레이 광 신호(36)가 흡수되고, 대략 55%의 스트레이 광 신호(36)가 반사된다. 스트레이 광 신호(36)를 나타내는 각각의 광선은 광 트랩(320)의 폐쇄 단부(326)에 도달하기 전에 4 내지 6 또는 그 이상의 반사도를 가지며, 최초 광 파워 중의 대략 3%(반사도가 6인 경우) 내지 대략 9%(반사도가 4인 경우)만이 광 트랩(320)의 폐쇄 단부(326)에 도달했을 때에 스트레이 광 신호(36) 내에 남게 된다. 이처럼 낮은 레벨에서, 스트레이 광 신호(36)는 기판상의 다른 광 소자의 동작과 간섭하거나 이를 교란할 가능성이 작다. 추가의 반사가 있는 경우, 스트레이 광 신호(36)의 일부가 개방 개구(324)를 통해 광 트랩으로부터 재방출된다면, 실질적으로 무시할 수 있을 정도의 레벨(예를 들어, 대략 1% 보다 작은 또는 대략 0.1%보다 적은 레벨)까지 감쇄될 것이다.
반사 억제 층(reflection suppressing layer)(즉, 반사 방지 코팅)이, 측면(312/322)과 금속 흡수 층 사이에 코팅(330)의 일부로서 채택될 수 있다. 측면(312/322)과 접할 때에 반사되는 광량을 감소시키면(그리고, 흡수되는 양의 수반되는 증가), 스트레이 광 신호(36)는 측면(312/322)에 반복해서 도달하는 것처럼 감쇄한다. 임의의 적절한 반사 억제 층 또는 반사 방지 코팅이 사용될 수 있다. 몇몇 예가 동일 출원인의 미국특허 공개번호 2006/0251849호에 개시되어 있으며, 본 문헌의 내용을 본원에 참조에 의해 원용한다.
도 17a/17b, 18a/18b, 및 19a/19b의 예에서의 측면(312/322)은 광 도파로 층(20)의 전체를 통해 연장하지만, 도파로 기판(10) 안으로는 연장하지 않는 것으로 도시되어 있다. 본 명세서 및 청구범위 내에서 다른 적절한 깊이를 채택할 수 있다. 측면(312/322)이 광 도파로 층(20)의 전체를 통해 연장되는 것이 바람직하다. 측면(312/322)은 도파로 기판(10) 안으로 연장될 수 있다. 광 도파로 층(20), 도파로(106), 측면(312/322) 및 코팅(330)은 많은 도파로 기판상에 광 콜렉터 및 트랩을 동시에 제조하기 위해 웨이퍼 스케일(wafer scale) 상에 형성 또는 증착되는 경우가 많다. 측면(312/322)은 이러한 웨이퍼 스케일 제조 중에, 예를 들어 임의의 적절한 건식 또는 습식 에칭 공정에 의해, 통상적으로는 광 도파로 층(20) 내에 하나 이상의 트랜치를 에칭함으로써(그리고, 상기 언급한 바와 같이, 기판(10) 안으로까지 연장하도록), 형성될 수 있다.
도 17a/17b, 18a/18b, 또는 19a/19b의 구성 예에 나타낸 바와 같이, 층(330)의 여러 구성이 채택될 수 있다. 도 17a/17b의 구성에서, 코팅(330)이 측면(312/322) 위에만 위치한다. 실제로, 이러한 구성, 특히 표준 리소그래피 증착 기술을 사용해서 많은 도파로 기판상에 광 콜렉터 및 트랩을 동시에 형성하는 것은 어려울 수 있다. 컨포멀(즉, 방향성이 없는) 증착(conformal deposition) 기술은 특정 방향의 표면에 대한 선택적 커버리지(selective coverage)에 대해서는 적합하지 않으며, 방향성의 증착 기술은 수직 표면의 선택적 커버리지에 적합하지 않다. 도 18a/18b의 구성은 도파로 기판(10) 및 광 도파로 층(20)의 노출된 면의 모두 또는 거의 모두를 코팅하는 것으로 가장 용이하게 달성될 수 있다. 이러한 방식은 도파로(106) 또는 도파로 기판(10)의 다른 부분이나 광 도파로 층(20) 상의 코팅(330)의 존재를 회피할 이유가 없는 경우와, 적어도 다소 컨포멀한 증착이 채택될 수 있는 경우에 채택될 수 있다. 중간 방식을 도 19a/19b에 나타낸 구성 예에 의해 나타내고 있으며, 이러한 구성에서, 코팅(330)은 도파로 기판(10) 또는 광 도파로 층(20)의 수평 면을 부분적으로 가로질러 연장한다. 기판(10) 또는 도파로 층(20)의 일부분은 바람직하지 않은 영역에 코팅(330)이 증착되는 것을 방지하도록 마스킹될 수 있다.
광 도파로(106) 및 광 도파로 층(20)의 다른 구성이 도 17a/17b, 18a/18b, 또는 19a/19b의 구성 예에 도시되어 있다. 이들 예의 도파로 구성은 이들 예의 코팅(330)에 대해 도시된 임의의 구성과 조합이 가능하다. 도 17a/17b에 도시한 예에서, 광 도파로(106)는 상단과 하단의 낮은 지수의 클래딩 층 사이에 단일의 높은 지수의 코어를 포함한다. 측면(312)은 도 17a에서 도파로(106) 부근에 있는 것으로 도시되어 있으며, 도 17b에 도시한 측면(322) 부근에는 2개의 클래딩 층만이 도시되어 있다. 도 18a/18b에 나타낸 예에서, 광 도파로(106)는 높은 지수를 갖는 한 쌍의 코어와, 낮은 지수를 갖는 상단, 중간 및 하단의 클래딩 층을 포함한다. 측면(312)은 도 18a에서 도파로(106)의 부근에 있는 것으로 도시되어 있으며, 도 18b에 도시된 측면(322) 부근에는 3개의 클래딩 층만이 위치하고 있다. 도 19a/19b에 도시된 예에서, 광 도파로(106)는 높은 지수의 하나의 코어와, 높은 지수의 2개의 코어 층과, 낮은 지수의 상단, 중상단, 중하단, 및 하단의 클래딩 층을 갖는 클래딩을 포함한다. 측면(312)은 도 19a에서 도파로(106)의 부근에 있는 것으로 도시되어 있으며, 4개의 클래딩 층과 2개의 코어 층(코어는 없음)이 도 19b에 도시된 측면(322) 부근에 있다. 여러 클래딩 층 사이에 경계가 도시되어, 개재하는 코어 또는 코어 층의 증착 또는 패터닝을 가능하게 하도록 클래딩 증착이 중단되는 것을 나타내고 있으며, 이러한 경계는 완성된 소자, 특히 상이한 클래딩 층에 동일 재료를 사용한 경우에 명백하게 될 수 있다.
도 15 및 도 16의 실시예에서, 제1 광 콜렉터(310a)는 광 트랩(320)의 개방 입구(324)를 향해 집중되도록 광원(116)으로부터 분기하는 스트레이 광 신호(36)의 일부를 반사 및 방향 재설정하도록 만곡되어 있다. 콜렉터(310a)는, 예를 들어 타원의 일부를, 타원의 하나의 초점 부근에 위치한 광원(116) 및 타원의 다른 초점 부근에 위치한 광 트랩(320)의 개방 입구(324)로 근사(approximate)할 수 있다. 광 콜렉터(310a)의 구성은 예시에 불과하며, 만곡된 광 콜렉터 면의 다른 구성을 사용해도 된다.
또한, 도 15 및 도 16의 실시예에서, 광 콜렉터(310b, 310c)는 스트레이 광 신호(36)의 방향을 재설정하도록 구성된 하나 이상의 평탄면(312)(flat surface)을 포함한다[하나는 광 콜렉터(310b)용이고, 3개의 구분되는 평탄한 세그먼트는 광콜렉터(310c)용이다]. 이들 다양한 평탄면(312)은, 2개 또는 그 이상의 연속하는 반사에 의해, 광 트랩(320)의 입구(324)로 스트레이 광 신호(36)의 일부를 방향 재설정하도록 구성된다. 광 콜렉터(310b, 310c)의 구성은 예시에 불과하며, 평탄한 광 콜렉터 면의 다른 구성도 가능하다.
광 콜렉터와 광 트랩을 회피하는 스트레이 광 신호(3)의 양을 더 감소시키기 위해, 광 도파로(106)는 만곡된 세그먼트를 포함할 수 있다. 광 도파로는, 그 만곡된 세그먼트 앞에서, 광 콜렉터(310a, 310b) 사이를 통과할 수 있다. 도파로는, 그 만곡된 세그먼트 다음에, 광 트랩(320)의 개방 입구(324)와 광 콜렉터(310a) 사이를 통과할 수 있다. 광 콜렉터(310b)는 제1 광 콜렉터(310a)와 광 트랩(320)의 입구(324) 사이에 위치하는 광 도파로 층(20)을 통해 광원(116)으로부터 실질적으로 모든 직선 전파 경로를 실질적으로 차단하도록 배치된다.
본원에 개시된 광 콜렉터와 광 트랩은 도파로 기판상의 광 도파로를 사용하여 실현되는 다양한 광전자 소자에서 채택될 수 있다. 그중 하나의 예를 도 20에 개략적으로 도시하고 있으며, 이 구성은 빔 스플리터(110, 111) 및 광검출기(114, 118)를 포함한다. 광원(116)은 광 도파로(106)를 따라 전파하는 송출 광 신호(16)를 방출한다. 일부분(18)이 빔 스플리터(111)에 의해 분할되고 광검출기(118) 쪽으로 방향이 설정된다. 광검출기(118)로부터의 전기 신호를, 광원(116)의 피드백 제어를 위해 사용할 수 있다. 송출된 광 신호(16)의 나머지는 광 도파로(106)를 따라 소자를 벗어날 때까지 전파한다. 소자로 수신되는 입력 광 신호(14)는 빔 스플리터(110)에 의해 광검출기(114)로 방향이 설정될 때까지 도파로(106)를 따라 전파한다. 광검출기(114, 118) 중의 하나 또는 모두의 성능은, 광 도파로 층(20) 내에서 전파하는 스트레이 광 신호(36)에 의해 영향을 받을 수 있으며, 이러한 영향은 광 콜렉터(310) 및 광 트랩(320)에 의해 감소 또는 제거될 수 있다. 빔 스플리터(110/111)는 본원의 범위 내에서 임의의 적절한 방식으로 구현될 수 있다. 도파로 빔 스플리터 또는 탭이 사용될 수 있다(예를 들어, 상기 참조에 의해 원용한 동일 출원인의 특허 문헌 및 공개 문헌에 개시된 내용). 이와 달리, 광 도파로(106)는 갭(gap)을 포함하며, 이 갭을 가로질러, 광 신호(14, 16 또는 18)가 도파로의 세그먼트 사이의 자유 공간 광 빔(free-space optical beam)[예를 들어, 무유도(unguided)]으로서 전파될 수 있다. 빔 스플리터는 다른 도파로를 따라 전파되도록 다양한 자유 공간 광 신호의 방향을 설정하기 위한 도파로 세그먼트 사이에 삽입될 수 있다(예를 들어, 상기 참조에 의해 원용한 동일 출원인의 특허 문헌 및 공개 문헌에 개시된 내용). 구현된 빔 스플리터(110/111)는 광원(116)으로서 그리고 스트레이 광 신호(36)의 광원으로서 작용할 수 있다. 광 도파로에 대한 빔 스플리터로부터 생기는 스트레이 광 신호의 전파를 감소시키기 위해 하나 이상의 광 콜렉터(310) 또는 광 트랩(320)을 제공하는 것이 바람직하며, 이러한 구현은 본 명세서 또는 청구범위의 기술적 범위 내에 속한다.
다기능 캡슐화( multi - function encapsulation )
본 개시의 실시예에 따른 다중 채널 또는 양방향 광 소자에서, 다기능 캡슐화 재료(500)를 사용해서 다중 채널 또는 양방향 광전자 소자를 캡슐화한다. 이 캡슐화 재료는 하나 이상의 신호 광검출기(114), 하나 이상의 광원(116), 하나 이상의 모니터 광검출기(118)(존재하는 경우), 광 도파로(102)(존재하는 경우)(104, 106, 108)(존재하는 경우), 도체 트레이스(124, 126, 128)(존재하는 경우), 및 도체 와이어 리드(134, 136, 138)(존재하는 경우)를 포함한다. 상기 요소들을 대신해서 또는 이에 추가해서, 다른 광 또는 전기 요소가 사용되는 경우, 이들도 캡슐화된다(또는 대신해서).
캡슐화 재료(500)의 하나의 목적은 광검출기, 광원, 도파로, 및 양방향 소자의 전기 접속을 화학 및 기계적으로 보호하는 것이다. 따라서, 캡슐화 재료(500)를 보호용 캡슐화 재료라고 한다. 소자의 구성 요소는 비교적 정교하며, 비교적 사용하기 까다로운 환경(고온 스윙, 높은 습도 등)에 배치될 수 있거나, 설치 중에 또는 배치 중의 섬세하지 않은 처리 또는 취급을 견딜 수 있다. 통상적으로, 보호용 캡슐화 재료는 적절한 폴리머(예를 들어, 실리콘, 에폭시, 또는 폴리우레탄 폴리머, 광학적으로 투명한 폴리머가 바람직한 경우가 있다)를 포함할 수 있으며, 이러한 적절한 폴리머는 미경화 형태(통상적으로 액체 또는 반액체 상태)로 기판(10)에 도포되며, 이 기판(10) 상에 양방향 소자의 구성요소가 위치한다(도 21에 개략적으로 나타낸 양방향 소자의 측입면도로서 나타냄, 예를 들어 많은 구조적 상세 및 많은 신호가 생략되어 있음). 기판(10)이 다른 대형의 기판 또는 회로 기판상에 장착되면, 캡슐화 재료는 그 다른 기판 등에 기판(10)을 넘어 연장될 수 있다. 캡슐화 재료(500)는 양방향 소자의 특징과 의도한 배치 환경에 따라 다양한 특성에 기초해서 선택될 수 있다. 미경화 캡슐화 재료는, 양방향 소자의 토포그래피를 실질적으로 채우기 위해(예를 들어, 와이어 리드 주변에 완전히 흐르도록, 구성요소 사이의 공간을 채우도록) 충분히 유동성을 갖도록 하는 것, 도포 및 경화 중에 제 위치에 유지되도록 충분한 점성을 갖는 것, 적절한 기계적 지지 및 보호를 제공하기 위해 경화 이후에 충분히 경성을 갖는 것, 열 팽창 또는 수축이 과도하게 응력이 가해지지 않도록 또는 소자나 그 구성요소(예를 들어, 와이어 등의 연결체)가 파손되지 않도록 경화 이후에 충분히 연성을 갖는 것, 사용 환경에서 생길 수 있는 적절한 물질의 어레이에 대한 화학적 내성을 갖는 것이 바람직하다. 적절한 캡슐화 재료의 예에는, 실리콘 고무, 젤, 에폭시 또는 폴리우레탄 등이 있다.
캡슐화 재료(500)는 광 흡수제(optical absorber)를 더 포함할 수 있다. 광 흡수제는 물리화학적 특성(경화 이전 또는 이후)의 적합성에 실질적으로 방해하지 않고 캡슐화 재료 배합에 혼합될 수 있는 임의의 물질이 될 수 있다. 이 광 흡수제는 미경화 캡슐화 재료 내에 용해, 현탁 또는 다른 방식으로 분산될 수 있으며(그리고 도포 중에 그리고 경화 후에는 유지됨), 광 신호(14, 16)의 하나 이상의 파장에서 광을 흡수한다. 이러한 흡수제를 캡슐화 재료(500)에 혼합한 결과로서, 바람직하지 않은 광 신호(34, 36, 38)의 기판(10)의 위로 전파되는 부분[즉, 캡슐화 재료(500) 내부에서]이 감쇄된다. 따라서, 광 흡수제를 포함하는 보호용 캡슐화 재료(500)는 이들 바람직하지 않은 광 신호로부터 생기는 광 누화를 감소시킨다.
적절하게 선택된 염료(dye)가 광 흡수제로서 작용하도록 캡슐화 재료(500) 내에 용해될 수 있다. 이를 대신해서 또는 이에 추가로, 불용성 입자(insoluble particle)(510)가 광 흡수제로서 작용하도록 캡슐화 재료 내에 현탁될 수 있다(도 22 및 도 24). 적절한 입자의 예로는 카본 입자(예를 들어, 카본 블랙, 램프 블랙 또는 아세틸렌 블랙), 미네랄 안료(예를 들어, 블랙 페라이트 또는 적철광, 블랙 스피넬, 코발트 블랙, 망간 블랙, 미네랄 블랙, 또는 블랙 희토류), 금속 입자, 또는 반도체 입자가 있으며, 대략 0.01 ㎛ 내지 대략 50 ㎛ 범위의 평균 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다. 바람직한 예로는 대략 20 ㎛ 내지 대략 30 ㎛ 범위의 평균 입자 크기를 갖는 카본 블랙 입자를 포함하며, 대략 0.1 % 내지 대략 2%의 캡슐화 재료 중량 조성을 갖는다. 흡수제(그 유형이나 조성에 상관없이)는 대략 1-5 cm-1 내지 대략 200 cm-1 범위의 흡광 계수(extinction coefficient) k(동작가능하게 관련된 파장 범위)를 제공하는 양만큼 존재할 수 있다[흡수 계수 k는 입사 광 파워에 의해 제산된 전송 광 파워가 e-kL이 되도록 정의된다. L은 캡슐화 재료를 통한 광 경로 길이이다]. 광 흡수제가 캡슐화 재료(500)에 포함될 때에 대략 1 dB 내지 대략 5 dB 범위의 광 누화 페널티가 감소(동일 캡슐화 재료로 광 흡수제가 없는 동일 소자의 광 누화 페널티에 비해)한 것이 관찰되었다
보호용 캡슐화 재료(500)의 평균 또는 유효 유전 상수를 감소시킴으로써, 바람직하지 않은 전기 신호(44, 46, 48)의 기판(10)의 위로 전파되는 부분으로부터 생기는 양방향 소자의 전기적 누화의 레벨이, 높은 유전 상수를 갖는 캡슐화 재료에 존재하는 전기적 누화에 비해, 감소될 수 있다. 캡슐화 재료(500)의 평균 유전 상수를 감소시키기 위해, 현탁된 중공의 유전성 미소구체(microsphere)(520)(도 23 및 도 24 참조)를 포함할 수 있다. 이러한 미소구체는 다양한 크기를 입수할 수 있으며, 실리카계의 유리를 포함하는 경우가 많다. 일례로, 대략 60 ㎛의 중앙 직경(median diameter)과 대략 30 ㎛ 내지 대략 105 ㎛ 범위(10%에 해당하는 백분위수 내지 90%에 해당하는 백분위수) 는 대략 10 ㎛ 내지 대략 120 ㎛ 범위(전체 범위)의 직경 범위를 갖는 중공의 실리카 미소구체가 사용될 수 있다. 다른 적절한 재료 또는 크기를 사용해도 된다(예를 들어, 대략 40 ㎛ 내지 대략 70 ㎛ 범위의 중간 직경). 미소구체는 미경화 캡슐화 재료 내에 현탁될 수 있으며, 도포 실행 중 및 경화 이후에 유지된다. 양방향 소자에서의 전기적 누화를 적절하게 감소시키기 위해, 미소구체는 대략 35% 내지 대략 50%의 캡슐화 재료 유효 유전 상수의 감소(미소구체가 없는 캡슐화 재료에 비해)에 대응하는, 대략 25% 내지 대략 75%의 캡슐화 재료 용량 조성을 포함할 수 있다. 해당 용적 비율 범위 내의 미소구체를 가진 실리콘 캡슐화 재료(500)는, 미소구체가 없는 대략 2.8의 유전 상수에 비해, 대략 2.5 내지 대략 1.7의 유효 유전 상수를 나타낼 수 있다. 중공의 미소구체가 캡슐화 재료(500)에 포함될 때에, 대략 0.1 dB 내지 대략 3 dB 범위의 광학적 누화 페널티가 감소(동일 캡슐화 재료로 미소구체가 없는 동일 소자의 전기적 누화 페널티에 비해)한 것이 관찰되었다. 중공 미소구체에 기인할 수 있는 전기적 누화 감소의 양은 다양한 인자, 예를 들어 기판상의 광전자 부품 및 도전송 요소의 구체적인 배치, 단극, 양극 또는 차동 결합 등의 전기 신호가 광전자 소자에 결합되는 방식, 또는 중공의 미소구체를 전기적 누화를 감소시키기 위해 추가되는 방식에 따라 변경될 수 있다.
보호용 캡슐화 재료(500)의 여러 예에서, 소자에 대한 도포를 용이하게 하기 위해 미경화 폴리머의 점성을 증가시키도록 필러(filler)가 필요하다. 충분한 점성이 없으면, 도포 중에, 미경화 폴리머가 캡슐화할 영역을 넘어 흐를 수 있다(예를 들어, 대략 400-600 cps 이하의 점성을 갖는 미경화 캡슐화 재료 배합의 경우와 같이). 필러는 도포 중에 적절한 수준까지 미경화 폴리머의 점성을 증가시키는 데에 사용되는 경우가 많고, 이러한 필러는 경화 이후에 캡슐화 재료 내에 포함된 상태를 유지한다. 고체 실리카 입자가 필러로서 일반적으로 사용되지만, 비교적 큰 유전 상수를 나타내는 경향이 있다(대략 3 내지 8 사이, 특정의 조성에 따라 다름).
이러한 높은 유전성 필러 입자를 캡슐화 재료(500)에 포함시킴으로써, 유효 유전 상수가 증가하게 되고, 캡슐화된 소자 내의 전기적 누화도 증가하게 된다[필러를 포함하지 않은 캡슐화 재료(500)의 경우를 넘어]. 그러나, 중공의 미소구체(520)는 필러로서 작용할 수 있으며, 도포를 위한 바람직한 수준까지 미경화 폴리머의 점성을 증가시키게 되고, 유효 유전 상수(캡슐화된 소자의 전기적 누화)는 감소하게 된다.
소자에의 도포를 위해 적절한 범위(수천 센티푸아즈 내지 최대 수만 센티푸아즈, 점성이 많은 배합이 사용될 수 있지만, 느린 흐름에 의한 도포가 어려울 수 있음) 내에서의 미경화 실리콘 캡슐화 재료 혼합물의 점성을 만들기 위해 대략 25% 내지 대략 50% 사이의 중공 미소구체에 대한 용적 비율이 관찰되었다. 이러한 용적 비율의 범위는, 미소구체가 낮은 점성의 캡슐화 재료 배합 내에 분산된 상태를 유지할 수 있다는 것을 나타내며, 낮은 점성의 캡슐화 재료 배합의 낮은 체적의 비율에서, 미소구체는 캡슐화 재료로부터 분리되는 경향을 가질 수 있다. 그러나, 다른 용적 비율(더 높거나 낮거나)을, 그 결과로서의 혼합물이 미소구체의 바람직한 용적 비율로 바람직한 흐름을 유도할 수 있으면, 상이한 점성(더 높거나 낮거나)을 가진 다른 미경화 캡슐화 재료 배합과 사용될 수 있다. 더 빠른 경화 캡슐화 재료를 사용하여, 바람직하지 않은 영역으로의 낮은 점성의 캡슐화 재료의 흐름을 감소 또는 피할 수 있다.
중공의 유전성 미소구체를 포함하는 캡슐화 재료에 대한 본원에 개시된 유효 유전 상수 또는 전기적 누화의 감소는, 미소구체 또는 다른 필러가 없는 동일 캡슐화 재료와 비교해서 나타낸다. 이러한 누화의 감소는 동작에 있어서 중요하고 바람직할 수 있다. 그러나, 유사한 점성을 제공하는 각각의 용적 비율에서(소자에의 도포에 적합한 범위 내), 미소구체를 가진 캡슐화 재료와 고체 필러 입자를 가진 동일 캡슐화 재료 사이의 더 실용적인 비교가 있을 수 있다. 이러한 방식에서 봤을 때, 중공의 미소구체를 사용하여 달성되는 유효 유전 상수 및 전기적 누화의 상대적인 감소는 본원에 개시된 것보다 훨씬 크다. 고체 필러 입자를 중공의 미소구체로 교체하면, 미소구체의 존재로부터 생기는 감소를 제공하는 것 외에, 필러 입자로부터 생기는 유효 유전 상수의 증가를 제거한다.
중공 미소구체의 용적 비율이 너무 높으면 점성이 너무 높아서 장치의 위로 적절하게 흐를 수 없는 미경화 캡슐화 재료를 만들 수 있으며, 유효 유전 상수가 미소구체를 포함함으로써 감소될 수 있는 정도를 제한하게 된다. 대략 400 cps 내지 대략 600 cps 사이의 점도를 가진 미경화 폴리머(미소구체는 포함하지 않음)는 대략 최대 50%의 미소구체 용적 비율을 가질 수 있으며, 소자에 도포하기 충분한 유동성을 유지한다. 높은 용적 비율 또는 높은 초기 점도는 소자를 캡슐화하기에 충분히 적합하게 흐르지 않는 캡슐화 재료 혼합물을 생성하는 경향이 있다. 낮은 초기 점도의 미경화 캡슐화 재료 배합을 사용해서, 소자에 도포하기에 충분한 유동성을 유지하면서, 더 높은 미소구체의 용적 비율(즉, 유효 유전 상수)을 적용할 수 있다. 미경화 캡슐화 재료 점도와 미소구체 용적 비율의 배합 범위는 캡슐화 재료 유효 유전 상수의 감소와 캡슐화 재료 혼합물의 흐름의 바람직한 조합을 제공할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 광 흡수제 입자(510)와 중공 유전성 미소구체(520) 모두 보호용 캡슐화 재료(500) 내에 포함된다(도 24 참조). 이에 의하면, 단일의 캡슐화 재료(500)는 양방향 광전자 소자 내의 전기적 및 광학적 누화 모두의 감소를 유효하게 할 수 있다. 미소구체(520)가 있으면, 광 산란기(light scatter)로서 작용함으로써, 광 흡수제 입자(510)의 효과를 강화할 수 있는 경우가 있다. 미소구체(520)로부터 산란된 광은 캡슐화 재료(500)를 통해 먼 거리를 전파하고, 흡수제 입자(510)에 도달할 가능성이 증가한다. 중공의 미소구체와의 조합에 의해, 높은 유전성 또는 전도성의 흡수제 입자(예를 들어, 금속성 또는 카본 입자)를 피하는 것이 바람직할 수 있는데, 이들은 캡슐화 재료의 유전 상수를 증가시키는 경향이 있기 때문이다. 한편, 중공의 유전성 미소구체를 사용해서, 이러한 흡수제 입자로부터 생기는 캡슐화 재료 유효 유전 상수의 증가를 적어도 부분적으로 상쇄(또는 완전히 상쇄)시킬 수 있다. 전도성의 흡수제 입자를 사용하는 경우, 전도성 입자의 바람직하지 않은 뭉침 등 및 이에 따른 캡슐화 재료의 유효 유전 상수의 증가를 감소 또는 피하기 위해, 캡슐화 재료의 완전한 경화를 가능하게 하는 것이 바람직하다.
광학 캡슐화 재료(600)(이하, "제1 레벨 캡슐화 재료"라고 함, 도 25 참조)를, 보호용 캡슐화 재료(500)(이하, 광학 캡슐화 재료와 함께 사용될 때에는, "제2 레벨 캡슐화 재료"라고 함)에 추가로 사용할 수 있다. 양방향 소자가 광 신호(14, 16, 18)에 따르는 광학 경로의 임의의 자유 공간 부분을 포함하는 경우, 일반적으로 보호용 캡슐화 재료를 이들 공간으로부터 적어도 배제하기 위해 광학 캡슐화 재료(600)가 필요하다. 예를 들어, 도파로(102, 104, 106)의 단면 사이에 위치한 빔 스플리터를 포함하는 광 스플리터/광 컴바이너(110)가 사용되는 경우, 광학 캡슐화 재료는 도파로와 빔 스플리터 사이의 광학 경로를 채울 수 있다. 마찬가지로, 도파로 단면과 광검출기 또는 광원 사이의 임의의 갭이 광학 캡슐화 재료에 의해 채워질 수 있다. 이러한 캡슐화 재료(600)를 사용함으로써, 광 전송 면의 오염 또는 캡슐화 재료(500) 또는 외래 물질에 의한 광학 경로의 차단을 방지할 수 있다. 광학 캡슐화 재료(600)는 소자에서의 바람직하지 않은 반사를 감소시키기 위해, 도파로, 광검출기, 광원 또는 다른 요소와의 인덱스 매칭을 제공하도록 선택될 수 있다. 이러한 반사는 바람직한 광 신호에 대한 광학적 손실의 원천 및 추가의 광학적 누화를 생기게 할 수 있는 바람직하지 않은 광 신호에 대한 광학적 손실의 원천이 될 수 있다. 제1 레벨 캡슐화 재료(600)는, 예를 들어 습기가 있는 곳에서의 부식에 의해 소자의 환경적 열화로부터의 보호를 제공할 수 있다. 적절한 재료의 예로는, 실리콘 또는 에폭시 폴리머 등이 있다.
광학 캡슐화 재료(600)를 사용하는 경우, 양방향 소자에 적용될 수 있으며, 캡슐화 재료(500)의 도포 및 경화에 앞서 경화될 수 있다. 이와 달리, 캡슐화 재료(500)는 도포 이후 그리고 광학 캡슐화 재료(600)의 경화 이전에 적용될 수 있으며, 이들 캡슐화 재료는 캡슐화 재료(500, 600)가 경화 이전에 제 위치를 유지할 수 있고 실질적으로 혼합되지 않은 상태를 유지할 수 있다는 것을 전제로, 공통의 경화 공정에서 함께 경화될 수 있다.
조합
다중 채널 또는 양방향 광전자 소자에서의 누화를 감소시키기 위한 3개의 기술, 즉 광원의 양극 구동을 위한 구동 회로와, 도파로 기판상에서의 광 콜렉터 및 광 트랩과, 유전 상수를 감소시키거나 광 흡수제로서 작용하는 캡슐화 재료을 개시하고 있다. 이들 기술은 단독으로도 사용가능하다. 그러나, 임의의 2개 또는 3개의 기술을 조합하여 단일의 광전자 소자에서의 사용은, 개시된 변형 예 중의 임의의 것으로서, 본원의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석된다. 일례로, 광학적 흡수성을 갖는 캡슐화 재료의 사용과 함께 조합한 광 콜렉터 및 광 트랩의 사용은 이들 기술을 하나만 사용했을 때보다 광학적 누화를 더 많이 감소시킬 수 있다. 이러한 예에서, 캡슐화 재료는, 필요에 따라, 실질적으로 광 콜렉터 또는 광 트랩의 측면을 실질적으로 커버할 수 있다. 다른 예로서, 양극 레이저 구동 회로 및 중공 미소구체를 가진 캡슐화 재료의 사용은 이들 기술 중의 하나를 단독으로 사용했을 때보다 전기적 누화를 더 많이 감소시킬 수 있다. 광 콜렉터 및 광 트랩, 양극 레이저 구동 회로, 및 광 흡수제와 중공 미소구체를 가진 캡슐화 재료의 사용에 의해, 전기적 또는 광학적 누화의 레벨을 더 많이 낮출 수 있다.
개시한 실시예와 방법의 등가의 기술은 본원의 기술적 범위에 포함된다. 개시한 실시예와 방법 및 이들의 등가의 기술은 본원의 기술적 범위 내에서 변형이 가능하다.
상술한 상세한 설명에서, 다양한 특징은 개시한 간소화를 위한 몇 가지 실시예와 함께 그룹화될 수 있다. 본 개시 방법은 청구된 실시예가 대응하는 청구범위에서 언급한 것보다 더 많은 특징을 갖는 것을 반영하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 대신에, 첨부된 청구범위가 반영하는 것으로서, 본 발명의 주제는 단일의 개시된 실시예의 모든 특징보다 적을 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 상세한 설명에 포함되며, 각각의 청구범위는 개별의 개시된 실시예로서 자체적으로 독립한 것이 될 수 있다. 그러나, 본 개시는 본원에 명시적으로 개시하고 있지 않은 하나 이상의 특징의 세트를 포함하여, 첨부된 청구범위 또는 본원에 나타낸 하나 이상의 개시된 또는 청구된 측징(즉, 호환가능하지 않거나 상호배타적인 특징 세트)의 임의의 적절한 세트를 갖는 임의의 실시예를 암시적으로 개시하는 것으로 해석되어야 한다. (i)임의의 명시적 또는 암시적으로 개시된 소자 또는 장치를 사용하기 위한, 또는 (ii)임의의 명시적 또는 암시적으로 개시된 소자 또는 장치를 제조하기 위한, 명시적으로 개시되거나 청구된 방법에 추가로, 본 개시는 임의의 명시적으로 또는 암시적으로 개시된 소자 또는 장치를 사용 또는 제조하기 위한 일반적인 방법을 암시적으로 개시하는 것으로 해석되어야 한다. 첨부된 청구범위의 기술적 범위는 본원에 개시된 주제의 전체를 반드시 포함하지 않아도 된다.
본 개시 내용 또는 첨부의 청구범위의 기술적 범위의 목적에 대하여, (i)예를 들어, "만약... 중에서", "...중에서 하나만", 또는 유사한 표현을 사용하여 다른 형태로 명시적으로 서술하고 있는, 또는 (ii)열거된 선택 사항 중 2개 이상이 특정의 전후 관계에 있어서 서로 배타적인, 그 경우에 "또는"이라고 하는 접속사는 상호 배타적이지 않은 선택을 수반하는 조합만을 포함하고 있다고 하는 것이라면, "또는"이라고 하는 접속사는 포괄적으로 해석되는 것으로 한다(예를 들어, "개 또는 고양이"는 "개, 또는 고양이, 또는 이들 모두"라고 해석되고, 예를 들어, "개, 고양이, 또는 쥐"는 "개, 또는 고양이 또는 쥐, 또는 이들 중 임의의 2개, 또는 3개 모두"라고 해석된다). 본 개시 내용 또는 첨부의 청구범위의 기술적 범위의 목적에 대하여, "구비하는", "갖는", "포함하는"이라는 표현은 비한정적인 용어이며, 이들 용어의 각각의 다음에 "적어도"라고 하는 표현이 수반될 때에와 동일한 의미를 갖는다.
첨부된 청구범위에서, 37 C.F.R, §112(6)의 규정이 장치 청구범위에서 적용되는 것을 원하는 경우, "수단"이라는 용어가 장치 청구범위에 사용될 것이다. 이들 규정을 방법 청구범위에 적용하고자 하면, "단계"라는 용어가 방법 청구범위에 사용될 것이다. 반대로, "수단" 또는 "단계"라는 용어가 청구범위에 사용되지 않으면, 해당 청구범위에 대해 37 C.F.R, §112(6)의 규정을 적용하지 않는 것이다.
요약서는 특허 문헌 내의 특정의 주제를 검색하는 데에 도움을 주기 위한 것이다. 그러나, 요약서는 포함된 임의의 요소, 특징 또는 제한이 임의의 특정 청구항에 의해 반드시 포함되는 것을 의미하지는 않는다. 각각의 청구항에 의해 청구되는 주제의 범위는 그 해당 청구항의 내용에 의해서 정해질 것이다.
본 출원은 (i) Rolf A. Wyss에 의해 2010년 6월 25일에 출원된 동시계류 중인 미국 가 출원 61/358,877호, (ii) Peter C. Sercel, Araceli Ruiz 및 Joel S. Paslaski에 의해 2010년 9월 6일 출원된 동시계류 중인 미국 가 출원 61/380,310호, (iii) Joel S. Paslaski, Araceli Ruiz, Peter C. Sercel 및 Rolf A Wyss에 의해 2011년 4월 28일에 출원된 동시계류 중인 국제출원 PCT/US2011/034356호에 대하여 우선권을 주장하며, 이들을 본 명세서에 참조에 의해 원용한다.

Claims (23)

  1. 다중 채널 광전자 소자(multi-channel optoelectronic device)에 있어서,
    2개 이상의 광전자 요소(optoelectronic component); 및
    상기 광전자 요소를 캡슐화하도록 구성된 보호용 캡슐화 재료(protective encapsulant)
    를 포함하며,
    상기 광전자 요소는, (a) 광검출기(photodetector) 및 (b) 광원(light source)을 포함하며, 상기 광검출기는 (i) 대응하는 전송된 정보를 부호화하도록 변조된 대응하는 입력 광 신호를 수신하고, (ii) 상기 대응하는 입력 광 신호에 따라, 상기 대응하는 전송된 정보를 부호화하도록 변조된 대응하는 출력 전기 신호를 생성하도록 구성되어 있으며, 상기 광원은 (i) 대응하는 전송된 정보를 부호화하도록 변조된 대응하는 입력 전기 신호를 수신하고, (ii) 상기 대응하는 입력 전기 신호에 따라, 상기 대응하는 전송된 정보를 부호화하도록 변조된 대응하는 출력 광 신호를 생성하도록 구성되어 있으며,
    상기 캡슐화 재료는 중공의 유전성 미소구체(hollow dielectric microsphere)를 포함하고, 상기 중공의 유전성 미소구체는 상기 캡슐화 재료에 존재하는 바람직하지 않은 전기 신호로부터 생기는 누화 페널티(cross-talk penalty)를 상기 캡슐화 재료 내에 상기 미소구체를 포함하지 않는 다중 채널 소자가 나타내는 것 이하의 수준까지 감소시키기 위해 그 용적(volume) 내에서 분산되고,
    상기 캡슐화 재료는 광 흡수제(optical absorber)를 더 포함하며, 상기 광 흡수제는 상기 캡슐화 재료에 존재하는 바람직하지 않은 광 신호로부터 생기는 누화 페널티를, 상기 보호용 캡슐화 재료 내에 상기 광 흡수제를 포함하지 않는 광전자 소자가 나타내는 것 이하의 수준까지 감소시키도록 그 용적 내에 분산된 것인, 광전자 소자.
  2. 양방향 광전자 소자(bidirectional optoelectronic device)에 있어서,
    (a) (i) 전송된 제1 정보를 부호화하도록 변조된 입력 광 신호를 수신하고, (ii) 상기 입력 광 신호에 따라, 상기 전송된 제1 정보를 부호화하도록 변조된 출력 전기 신호를 생성하도록 구성된 광검출기(photodetector)를 구비하는 제1 광전자 요소;
    (b) (i) 전송된 제2 정보를 부호화하도록 변조된 입력 전기 신호를 수신하고, (ii) 상기 입력 전기 신호에 따라, 상기 전송된 제2 정보를 부호화하도록 변조된 출력 광 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 입력 전기 신호를 수신하기 위한 제1 및 제2 전기 리드(electrical lead)를 갖는 광원(light source)을 구비하는 제2 광전자 요소; 및
    (c) 상기 광검출기 및 광원을 캡슐화하고, 중공의 유전성 미소구체를 포함하는 보호용 캡슐화 재료(protective encapsulant)로서, 상기 미소구체가 상기 캡슐화 재료에 존재하는 바람직하지 않은 광 신호로부터 생기는 누화 페널티를, 상기 보호용 캡슐화 재료 내에 상기 미소구체를 포함하지 않는 양방향 소자가 나타내는 것 이하의 수준으로 감소시키도록 그 용적 내에 분산된, 보호용 캡슐화 재료
    를 포함하고,
    상기 캡슐화 재료는 광 흡수제(optical absorber)를 더 포함하며, 상기 광 흡수제는 상기 보호용 캡슐화 재료에 존재하는 바람직하지 않은 광 신호로부터 생기는 누화 페널티를, 상기 보호용 캡슐화 재료 내에 상기 광 흡수제를 포함하지 않는 광전자 소자가 나타내는 것 이하의 수준까지 감소시키도록 그 용적 내에 분산된 것인, 광전자 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    입력 전기 신호가 광원에 인가되거나 출력 광 신호가 광원으로부터 방출되는 상기 광검출기의 감도(sensitivity)는, 입력 전기 신호가 광원에 인가되지 않고 출력 광 신호가 광원으로부터 방출되지 않는 상기 광검출기의 감도의 3 dB 이내인 것인, 광전자 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광전자 요소는 공통의 기판상에 서로 2 밀리미터(mm) 이내의 범위 내에 위치하는, 광전자 소자.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 광전자 요소는 10 밀리미터(mm)보다 작은 에지 치수(edge dimension)를 갖는 공통의 기판상에 위치하는, 광전자 소자.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 광검출기는 3 dB보다 작은 누화 페널티(cross-talk penality)를 나타내는, 광전자 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광전자 요소는 공통의 기판상에 서로 2 밀리미터(mm) 이내의 범위 내에 위치하는, 광전자 소자.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 광전자 요소는 10 밀리미터(mm)보다 작은 에지 치수를 갖는 공통의 기판상에 위치하는, 광전자 소자.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유전성 미소구체는, 상기 캡슐화 재료의 유전 상수(dielectric constant)가 1.7 내지 2.5 사이의 범위가 되는 양(amount)만큼 포함되는, 광전자 소자.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유전성 미소구체는, 상기 미소구체를 포함하고 있는 캡슐화 재료의 평균 유전 상수가 상기 미소구체를 포함하지 않는 캡슐화 재료의 유전 상수보다 25% 내지 50% 적은 범위가 되는 양만큼 포함되는, 광전자 소자.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 캡슐화 재료는 상기 유전성 미소구체의 25 용적 퍼센트 내지 50 용적 퍼센트를 포함하는, 광전자 소자.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유전성 미소구체는 40 마이크로미터(㎛) 내지 70 마이크로미터(㎛) 사이의 범위를 갖는 중간 직경(median diameter)을 갖는 것인, 광전자 소자.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중공의 유전성 미소구체는 중공의 실리카 미소구체(hollow silica microsphere)를 포함하여 이루어진, 광전자 소자.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 캡슐화 재료는 실리콘, 에폭시, 또는 폴리우레탄 폴리머를 포함하는, 광전자 소자.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광전자 요소는 공통의 기판상에 서로 2 밀리미터(mm) 이내의 범위 내에 위치하는, 광전자 소자.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광전자 요소는 10 밀리미터(mm)보다 작은 에지 치수를 갖는 공통의 기판상에 위치하는, 광전자 소자.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광전자 소자 내의 자유 광 경로(free optical path)의 하나 이상의 세그먼트를 채우고 상기 광전자 소자의 상기 보호용 캡슐화 재료 아래에 있는 부분을 캡슐화하도록 구성된 광학 캡슐화 재료(optical encapsulant)를 더 포함하는 광전자 소자.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광 흡수제는, 상기 캡슐화 재료의 흡광 계수(extinction coefficient) k가 광전자 소자의 동작 파장 범위(operational wavelength range)에서 1 cm-1 내지 200 cm-1 사이의 범위가 되는 양만큼 포함되는, 광전자 소자.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광 흡수제는 캡슐화 재료 내에 분산된 카본 입자(carbon particle)를 포함하는, 광전자 소자.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 캡슐화 재료는 카본 입자를 0.1 중량 퍼센트 내지 2 중량 퍼센트 사이의 범위만큼 포함하는, 광전자 소자.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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KR1020127017489A KR101819010B1 (ko) 2010-09-06 2011-09-06 양방향 광전자 소자의 누화 저감

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011139845A2 (en) * 2010-04-28 2011-11-10 Hoya Corporation Usa Cross-talk reduction in a bidirectional optoelectronic device
EP2614604B1 (en) 2010-09-06 2017-08-16 Huawei Technologies Co., Ltd. Cross-talk reduction in a bidirectional optoelectronic device
CN103858035A (zh) 2011-10-28 2014-06-11 Hoya美国公司 波导衬底上用于衰减光源的光波导分路器
TWI531174B (zh) * 2014-02-11 2016-04-21 國立臺灣科技大學 雙向五訊耦合收發系統及其方法
US9857542B2 (en) 2015-04-24 2018-01-02 Nanoprecision Products, Inc. Bidirectional optical transceiver module
WO2020181938A1 (zh) * 2019-03-14 2020-09-17 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
US20220373737A1 (en) * 2019-07-09 2022-11-24 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical Multiplexing Circuit
CN111600660B (zh) * 2020-05-13 2021-08-31 成都优博创通信技术股份有限公司 一种光通信装置、olt设备以及通信链路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003232944A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Sumitomo Electric Ind Ltd パラレル送受信モジュール
JP2009026826A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 光送受信モジュール

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4382655A (en) 1980-04-07 1983-05-10 California Institute Of Technology At grade optical crossover for monolithic optial circuits
EP0560412A3 (en) 1987-03-16 1993-12-08 Siemens Ag Arrangement of optical-integrated spectrometer and method for making the same
JP2771247B2 (ja) 1989-04-28 1998-07-02 浜松ホトニクス株式会社 波長変換素子
FR2663435B1 (fr) 1990-06-13 1992-09-11 Commissariat Energie Atomique Filtre optique spatial monomode integre et son procede de fabrication.
FR2686411B1 (fr) 1992-01-17 1997-03-14 Commissariat Energie Atomique Gyrometre optique a effet sagnac en structure completement integree.
JP3283583B2 (ja) * 1992-08-31 2002-05-20 松下電器産業株式会社 高周波用巻線部品
US5311539A (en) 1992-11-25 1994-05-10 International Business Machines Corporation Roughened sidewall ridge for high power fundamental mode semiconductor ridge waveguide laser operation
JPH0818510A (ja) 1994-07-01 1996-01-19 Fujitsu Ltd 光通信モジュール
US5518689A (en) 1995-09-05 1996-05-21 Bayer Corporation Diffused light reflectance readhead
JP2765545B2 (ja) 1995-12-26 1998-06-18 日本電気株式会社 光波長弁別回路およびその製造方法
US6255738B1 (en) * 1996-09-30 2001-07-03 Tessera, Inc. Encapsulant for microelectronic devices
US20040004717A1 (en) 1996-11-13 2004-01-08 Reed Wayne F. Automatic mixing and dilution methods and apparatus for online characterization of equilibrium and non-equilibrium properties of solutions containing polymers and/or colloids
JP3681865B2 (ja) 1997-03-31 2005-08-10 三菱電機株式会社 光パルス位置検出回路及び光パルス位置検出方法
EP0883000A1 (en) 1997-06-02 1998-12-09 Akzo Nobel N.V. Optical planar waveguide structure comprising of a stray light capture region and method of manufacture of the same
US6480639B2 (en) * 1997-09-26 2002-11-12 Nippon Telegraph And Telephone Corp. Optical module
GB2322205B (en) 1997-11-29 1998-12-30 Bookham Technology Ltd Stray light absorption in integrated optical circuit
US6437891B1 (en) 1998-10-27 2002-08-20 Agere Systems Guardian Corp. Integrated dual-wavelength transceiver
US6418246B1 (en) 1999-12-23 2002-07-09 Litton Systems, Inc. Lateral trenching for cross coupling suppression in integrated optics chips
JP2001209018A (ja) 2000-01-26 2001-08-03 Nec Corp モニタ付き光変調器
JP2001354754A (ja) * 2000-04-06 2001-12-25 Nitto Denko Corp 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置
GB2370883A (en) 2001-01-08 2002-07-10 Bookham Technology Plc Optical circuit device with barrier to absorb stray light
EP1243917A1 (en) 2001-03-23 2002-09-25 Instrumentarium Corporation Nitric oxide analyzer
GB2376083B (en) 2001-05-30 2004-01-21 Bookham Technology Plc An integrated optical device
US6937342B2 (en) 2001-07-11 2005-08-30 Science & Technology Corporation @ University Of New Mexico Monolithically integrated semiconductor unidirectional ring laser rotation sensor/gyroscope
US20050117904A1 (en) 2001-08-01 2005-06-02 Youngwan Choi Integrated optical transmitter, receiver for free space optical communication and network system and application apparatus thereof
EP1436870A2 (en) 2001-10-09 2004-07-14 Infinera Corporation TRANSMITTER PHOTONIC INTEGRATED CIRCUITS (TxPIC) AND OPTICAL TRANSPORT NETWORKS EMPLOYING TxPICs
GB2383645A (en) 2001-12-27 2003-07-02 Bookham Technology Plc Integrated optical arrangement with trench in substrate to absorb light
US7184669B2 (en) 2002-04-26 2007-02-27 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical transceiver systems and methods
EP1506440A4 (en) 2002-05-17 2005-08-10 Nanoventions Inc OPTICAL WAVEGUIDE
KR100480252B1 (ko) 2002-10-10 2005-04-07 삼성전자주식회사 이중 캡 구조의 양방향 광송수신기 모듈
DE10305171B4 (de) * 2003-01-31 2007-11-29 Infineon Technologies Ag Bidirektionales optisches Sende- und Empfangsmodul
US6920257B1 (en) 2003-03-24 2005-07-19 Inplane Photonics, Inc. Resonator cavity for optical isolation
US7609931B2 (en) 2003-04-18 2009-10-27 Enablence, Inc. Planar waveguide structure with tightly curved waveguides
JP4400121B2 (ja) * 2003-07-24 2010-01-20 住友ベークライト株式会社 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
GB0317859D0 (en) * 2003-07-30 2003-09-03 Denselight Semiconductors Pte Photonic integrated circuit based optical transceiver
US7440647B2 (en) 2003-10-09 2008-10-21 Finisar Corporation Integrated optical assembly
JP2005203553A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光送受信モジュールおよび光送受信装置
US7276770B1 (en) 2004-04-09 2007-10-02 Semicoa Semiconductors Fast Si diodes and arrays with high quantum efficiency built on dielectrically isolated wafers
TWI280673B (en) 2004-09-22 2007-05-01 Sharp Kk Optical semiconductor device, optical communication device, and electronic equipment
US7455431B2 (en) 2005-03-11 2008-11-25 Richard Brower High efficiency light fixture
US7943229B2 (en) * 2005-05-06 2011-05-17 Hoya Corporation Usa Suppression of stray light propagation in a substrate
US7530693B2 (en) 2005-05-31 2009-05-12 Next Wave Optics Inc. Single MEMS imager optical engine
US7606499B2 (en) 2005-08-01 2009-10-20 Massachusetts Institute Of Technology Bidirectional transceiver assembly for POF application
KR100749528B1 (ko) 2005-09-30 2007-08-16 주식회사 두산 광 접속 모듈 및 그 제조 방법
US7435625B2 (en) * 2005-10-24 2008-10-14 Freescale Semiconductor, Inc. Semiconductor device with reduced package cross-talk and loss
US20070090545A1 (en) * 2005-10-24 2007-04-26 Condie Brian W Semiconductor device with improved encapsulation
CN2842456Y (zh) * 2005-11-16 2006-11-29 福州高意通讯有限公司 单纤三向光电组件
KR100734868B1 (ko) 2005-12-10 2007-07-03 한국전자통신연구원 광송수신기 모듈
US20070151460A1 (en) 2005-12-29 2007-07-05 Darryn Beck Flavored filters
KR101025267B1 (ko) * 2006-02-28 2011-03-29 가부시키가이샤후지쿠라 일심 양방향 광 모듈
KR100802199B1 (ko) * 2006-05-25 2008-03-17 정경희 광모듈 및 그 제조방법
US7830296B2 (en) * 2007-07-11 2010-11-09 Finisar Corporation Anechoic structures for absorbing electromagnetic interference in a communications module
US8047663B2 (en) 2007-09-24 2011-11-01 Coherent, Inc. Beam dump for a very-high-intensity laser beam
JP5333236B2 (ja) 2008-02-01 2013-11-06 日本電気株式会社 波長可変光源、光モジュールおよび波長可変光源の制御方法
US7742222B2 (en) 2008-02-29 2010-06-22 Corning Incorporated Conversion device with multi-faceted output face and laser projection system incorporating the same
US7763350B2 (en) 2008-07-01 2010-07-27 Ppg Industries Ohio, Inc. Coated articles demonstrating heat reduction and noise reduction properties
US9176140B2 (en) 2008-09-24 2015-11-03 Syracuse University Corrugated and nanoporous microstructures and nanostructures, and methods for synthesizing the same
US9733357B2 (en) * 2009-11-23 2017-08-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Infrared proximity sensor package with improved crosstalk isolation
US20110217045A1 (en) 2010-03-02 2011-09-08 Onechip Photonics Inc. Crosstalk mitigation in optical transceivers
WO2011139845A2 (en) 2010-04-28 2011-11-10 Hoya Corporation Usa Cross-talk reduction in a bidirectional optoelectronic device
WO2011163644A2 (en) 2010-06-25 2011-12-29 Hoya Corporation Usa Cross-talk reduction in a bidirectional optoelectronic device
EP2614604B1 (en) 2010-09-06 2017-08-16 Huawei Technologies Co., Ltd. Cross-talk reduction in a bidirectional optoelectronic device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003232944A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Sumitomo Electric Ind Ltd パラレル送受信モジュール
JP2009026826A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 光送受信モジュール

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KR20130121666A (ko) 2013-11-06
US20140328600A1 (en) 2014-11-06

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Yamada et al. Silicon-Germanium-Silica Monolithic Photonic Integration Platform for High-Performance Optical Data Communication Systems
Levine et al. Parallel optical interconnection for high-speed data links
Radovanović et al. Short range optical interconnection
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