KR102496484B1 - 광 조향 장치 및 이를 포함하는 시스템 - Google Patents

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Abstract

파장 가변 레이저 광원을 이용한 광 조향 장치와 이 광 조향 장치를 포함하는 시스템이 개시된다. 개시된 광 조향 장치는, 파장 가변 레이저 광원과, 상기 파장 가변 레이저 광원으로부터 서로 광 간섭성을 갖는 복수의 레이저 빔이 입사되며, 빔 조향을 위한 복수의 변조 유닛을 포함하는 조향 소자를 포함한다.

Description

광 조향 장치 및 이를 포함하는 시스템{Light steering apparatus and system including the light steering apparatus}
광 조향 장치에 관한 것으로, 상세하게는 파장 가변 레이저 광원을 이용한 광 조향 장치와 이 광 조향 장치를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
레이저 광을 원하는 위치로 스티어링하기 위해서는 일반적으로 레이저 조사 부분을 기계적으로 회전시켜 주는 방법과 비 기계 구동 방식인 광학 위상 어레이(OPA: Optical Phased Array) 방식을 이용하여 다수의 단위셀 또는 다수의 도파관으로부터 나오는 다발 형태의 레이저 광의 간섭성을 이용하는 방법이 사용되고 있다. 특히, 1차원적으로 배열된 회절 구조를 이용하여 2차원적인 광 조향을 달성하기 위해서 광원으로 파장 가변 레이저 광원을 사용하여 회절 격자의 특성에 따른 광의 방출 각도를 조절하는 광 조향 장치가 연구되고 있다.
예시적인 실시예는 파장 가변 레이저 광원을 이용한 광 조향 장치와 이 광 조향 장치를 포함하는 시스템을 제공한다.
일 측면에 있어서,
파장 가변 레이저 광원; 및
상기 파장 가변 레이저 광원으로부터 서로 광 간섭성을 갖는 복수의 레이저 빔이 입사되며, 빔 조향을 위한 복수의 변조 유닛을 포함하는 조향 소자;를 포함하는 광 조향 장치가 제공된다.
상기 파장 가변 레이저 광원과 상기 조향 소자는 상기 복수의 레이저 빔에 대응하는 복수개의 입출력 연결 구조에 의해 연결될 수 있다.
상기 파장 가변 레이저 광원은, 제1 및 제2 도파관; 및 상기 제1 및 제2 도파관 사이에 이격되게 마련되는 제1 및 제2 링 공진기;를 포함할 수 있다. 상기 파장 가변 레이저 광원은, 상기 제1 및 제2 도파관 중 적어도 하나에 마련되는 광 증폭기를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 링 공진기 각각은 링 도파관 및 변조 수단을 포함할 수 있다. 상기 변조 수단은 상기 링 도파관을 가열하는 가열 요소, 상기 링 도파관의 주위에 전류를 인가하여 상기 링 도파관의 전류 밀도를 변화시키는 전극 요소, 또는 전압 인가에 따른 변형에 의해 상기 링 도파관 또는 그 주위의 굴절률을 변화시키는 압전 요소를 포함할 수 있다.
상기 복수의 레이저 빔은 대각선 방향으로 위치하여 상기 광 간섭성을 보정하는 상기 제1 도파관의 일측 및 상기 제2 도파관의 일측으로부터 출사되는 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 포함할 수 있다. 상기 제1 도파관의 양측에는 제1 및 제2 출력 포트가 마련되며, 상기 제2 도파관의 양측에는 제3 및 제4 출력 포트가 마련될 수 있다.
상기 조향 소자는 상기 제1 및 제2 레이저 빔이 입사되는 제3 및 제4 도파관을 포함할 수 있다. 상기 제1 도파관과 상기 제3 도파관은 일체로 형성되며, 상기 제2 도파관과 상기 제4 도파관은 일체로 형성될 수 있다.
상기 조향 소자는 상기 제3 및 제4 도파관을 각각 복수개로 분할하는 분할기(splitter)를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 변조 유닛은 상기 분할된 제3 및 제4 도파관들을 통과하는 빔들의 위상을 변조시킬 수 있다. 상기 복수의 변조 유닛은 상기 분할된 제3 및 제4 도파관들에 열 또는 전기신호를 인가할 수 있다. 상기 복수의 변조 유닛은 상기 분할된 제3 및 제4 도파관들에 마련되는 것으로 전기적인 신호에 따라 굴절률이 변화하는 클래드층들을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 레이저 빔은 시간에 의존하지 않는 위상차를 가질 수 있다. 상기 광 조향 장치는 상기 제1 및 제2 레이저 빔의 위상차를 보상하는 위상차 보상 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 위상차 보상 수단은 상기 제1 레이저 빔의 경로 및 상기 제2 레이저 빔의 경로 중 적어도 하나에 마련되어 상기 제1 및 제2 레이저 빔의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가할 수 있다. 또는 상기 복수의 변조 유닛 중 적어도 하나가 상기 제1 및 제2 레이저 빔의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가할 수도 있다.
상기 파장 가변 레이저 광원과 상기 조향 소자는 기판에 집적되어 마련될 수있다. 상기 조향 소자의 출광 부분들은 상기 기판에 1차원 어레이 형태로 배열될 수 있다.
다른 측면에 있어서,
파장 가변 레이저 광원;
상기 파장 가변 레이저 광원으로부터 서로 광 간섭성을 갖는 복수의 레이저 빔이 입사되며, 빔 조향을 위한 복수의 변조 유닛을 포함하는 조향 소자; 및
상기 조향 소자에 의해 조향된 빔을 검출하는 검출부;를 포함하는 시스템이 제공된다.
상기 파장 가변 레이저 광원은, 제1 및 제2 도파관; 상기 제1 및 제2 도파관 사이에 이격되게 마련되는 제1 및 제2 링 공진기; 및 상기 제1 및 제2 도파관 중 적어도 하나에 마련되는 광 증폭기;를 포함할 수 있다.
상기 복수의 레이저 빔은 대각선 방향으로 위치하여 상기 광 간섭성을 보장하는 상기 제1 도파관의 일측 및 상기 제2 도파관의 일측으로부터 출사되는 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 포함할 수 있다.
상기 조향 소자는 상기 복수의 레이저 빔이 입사되도록 마련되는 복수의 도파관을 포함할 수 있다. 상기 조향 소자는 상기 복수의 도파관 각각을 복수개로 분할하는 분할기를 더 포함하며, 상기 복수의 변조 유닛은 상기 분할된 도파관들을 통과하는 빔들의 위상을 변조시킬 수 있다.
상기 조향 소자에 입사되는 상기 복수의 레이저 빔은 시간에 의존하지 않는 위상차를 가질 수 있다. 상기 시스템은 상기 복수의 레이저 빔의 위상차를 보상하는 위상차 보상 수단을 더 포함하거나 또는 상기 복수의 변조 유닛 중 적어도 하나가 상기 위상차를 보상할 수 있다.
예시적인 실시예에 의하면, 광 조향 장치가 파장 가변 레이저 광원으로부터 출사되는 레이저 빔들 중 서로 광 간섭성을 가지는 2개의 레이저 빔을 동시에 이용하여 광을 조향함으로써 1개의 레이저 빔을 이용하는 경우에 비해 같은 전력을 소모하여도 조향 성능이 손실됨이 없이 광 출력을 향상시킬 수 있다. 또한, 동일한 광 출력을 구현하는 경우에는 소모되는 전력을 낮출 수 있으며, 광 조향 장치를 구성하는데 필요한 요소들의 개수를 줄일 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 광 조향 장치를 도시한 평면도이다
도 2는 도 1에 도시된 파장 가변 레이저 광원을 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 본 단면도이다.
도 4은 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 본 단면도이다.
도 5은 도 1에 도시된 조향 소자의 출광 부분을 도시한 단면도이다.
도 6은 다른 예시적인 실시예에 따른 광 조향 장치를 도시한 평면도이다.
도 7은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 광 조향 장치를 도시한 평면도이다.
도 8은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 광 조향 장치를 도시한 평면도이다.
도 9는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 광 조향 장치를 도시한 평면도이다.
도 10은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 광 조향 장치를 도시한 평면도이다.
도 11은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 또한, 소정의 물질층이 기판이나 다른 층 상에 존재한다고 설명될 때, 그 물질층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 존재할 수도 있고, 그 사이에 다른 제3의 층이 존재할 수도 있다. 그리고, 아래의 실시예에서 각 층을 이루는 물질은 예시적인 것이므로, 이외에 다른 물질이 사용될 수도 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 광 조향 장치를 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 광 조향 장치는 파장 가변 레이저 광원(tunable laser source, 100)과, 파장 가변 레이저 광원(100)으로부터 입사된 광을 원하는 방향으로 스티어링하는 조향 소자(steering device, 200)를 포함한다. 여기서, 파장 가변 레이저 광원(100) 및 조향 소자(200)는 기판(50)에 집적되도록 마련될 수 있다. 기판(50)으로는 예를 들면, 실리콘 기판이 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 다양한 재질의 기판이 사용될 수 있다. 그리고, 이 기판(50)의 상면에는 클래드층(51)이 마련될 수 있다. 클래드층(51)은 예를 들면, 실리콘 산화물 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 파장 가변 레이저 광원(100)은 후술하는 바와 같이 레이저 빔의 파장을 광대역폭으로 가변시킬 수 있다,
도 2는 도 1에 도시된 파장 가변 레이저 광원(100)을 확대하여 도시한 것이다. 그리고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 본 단면도이며, 도 4은 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 본 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 파장 가변 레이저 광원(100)은 예를 들면, 파장 가변 레이저 다이오드가 될 수 있다. 파장 가변 레이저 광원(100)은 제1 및 제2 도파관(111,112)과, 제1 및 제2 도파관(111,112) 사이에 마련되는 제1 및 제2 링 공진기(125,126)를 포함한다.
제1 및 제2 도파관(111,112)은 예를 들면, 서로 나란하게 배치될 수 있다. 제1 및 제2 도파관(111,112)은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 도파관(111,112)은 실리콘을 포함할 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것으로, 이외에도 제1 및 제2 도파관(111,112)은 다른 다양한 물질을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 도파관(111,112)에는 후술하는 제1 및 제2 광 증폭기(141,142)가 마련될 수 있다.
제1 및 제2 링 공진기(125,126)는 제1 및 제2 도파관(111,112) 사이에서 서로 이격되게 마련될 수 있다. 도 3에는 제1 링 공진기(125)의 단면이 예시적으로 도시되어 있으며, 제2 링 공진기(126)도 제1 공진기(125)와 동일한 단면 구조를 가지고 있다. 제1 링 공진기(125)는 제1 링 도파관(121) 및 제1 변조 수단(131)을 포함할 수 있으며, 제2 링 공진기(126)는 제2 링 도파관(122) 및 제2 변조 수단(132)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 링 도파관(121,122)은 전술한 제1 및 제2 도파관(111,112)과 같은 물질, 예를 들면 실리콘 등과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 변조 수단(131)은 제1 링 도파관(121)의 전파 상수(propagation constant)를 변조시킬 수 있으며, 제2 변조 수단(132)은 제2 링 도파관(122)의 전파 상수를 변조시킬 수 있다.
제1 및 제2 변조 수단(131) 각각은 예를 들면, 가열 요소(heating element), 전극 요소(electrode element) 또는 압전 요소(piezoelectric element)를 포함할 수 있다. 여기서, 가열 요소는 링 도파관(121,122)에 열을 가하여 링 도파관(121,122)의 길이를 변화시키고, 이에 따라 발생되는 링 도파관(121,122)의 굴절률 변화에 의해 발진 파장을 광대역폭으로 가변시킬 수 있다. 전극 요소는 링 도파관(121,122)의 주위에 전류를 인가하여 링 도파관 내의 전류 밀도를 변화시키고, 이에 따라 발생되는 링 도파관(121,122)의 굴절률 변화에 의해 발진 파장을 광대역폭으로 가변시킬 수 있다. 그리고, 압전 요소는 전압 인가에 따른 변형에 의해 링 도파관(121,122)이나 그 주위의 굴절률을 변화시킴으로써 발진 파장을 광대역폭으로 가변시킬 수 있다.
한편, 도 2에는 제1 및 제2 변조 수단이 제1 및 제2 링 도파관의 내측에 마련되는 경우가 예시적으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 제1 및 제2 변조 수단의 형태 및 위치는 다양하게 변형될 수 있다.
제1 및 제2 광 증폭기(141,142)는 제1 및 제2 도파관(111,112)에 마련될 수 있다. 제1 광 증폭기(141)는 제1 및 제2 링 공진기(125,126) 사이에 있는 제1 도파관(111)에 마련될 수 있으며, 제2 광 증폭기(142)는 제1 및 제2 링 공진기(125,126) 사이에 있는 제2 도파관(112)에 마련될 수 있다. 제1 및 제2 광 증폭기(141,142)는 예를 들어, 반도체 광 증폭기(semiconductor optical amplifier) 또는 이온 도핑 증폭기를 포함할 수 있다. 이러한 제1 광 증폭기(141)와 제2 광 증폭기(142)는 광을 증폭하는 역할을 하는 동시에 광을 생성하는 역할도 할 수 있다.
도 4에는 반도체 광 증폭기인 제1 및 제2 광 증폭기(141,142) 중 제1 광 증폭기(141)의 단면이 예시적으로 도시되어 있으며, 제2 광 증폭기(142)도 제1 광 증폭기(141)와 동일한 단면 구조를 가지고 있다. 도 4를 참조하면, 제1 광 증폭기(141)는 예를 들어, 하부 클래드층(143), 활성층(144) 및 상부 클래드층(145)을 포함할 수 있다. 하부 클래드층(143) 및 상부 클래드층(145)은 예를 들면, III-V족 화합물 반도체 물질 또는 II-VI족 화합물 반도체 물질을 포함할 수 있다. 활성층(144)은 예를 들어, InGaAs, InGaNAs, InGaAsP, 또는 InAlGaAs 등을 포함할 수 있다. 하부 클래드층(143)과 상부 클래드층(145)은 활성층(144)의 밴드갭보다 큰 밴드갭을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 하부 클래드층(143)과 상부 클래드층(145)은 예를 들어, GaAs, GaP, AlGaAs, InGaP, GaAs 또는 InP 등을 포함할 수 있다. 제1 광 증폭기(141)을 구성하는 물질은 증폭하고자 하는 빛의 파장 (에너지 밴드갭)에 맞추어 선택될 수 있다. 예를 들어, 1.55um 파장의 빛을 증폭하는 경우 하부 및 상부 클래드층(143,145)과 활성층(144)으로 InP/InGaAs 물질이 사용될 수 있다.
하부 클래드층(143)과 상부 클래드층(145)에 각각 도전층(147)이 구비될 수 있다. 도전층(147)은 예를 들면, Ti, Au, Ag, Pt, Cu, Al, Ni 및 Cr 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 또는 합금, 이들의 적층 등을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 도전층(147)은 예를 들면 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), GIZO(Ga-In-Zn-Oxide), AZO(Al-Zn-Oxide), GZO(Ga-Zn-Oxide) 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 도전층(147)은 그 자체로 전극이 되거나 또는 도전층(147)에 별도의 전극이 결합되는 구조도 가능하다.
반도체 광 증폭기인 제1 광 증폭기(141) 또는 제2 광 증폭기(142)는 여기 레이저(exiting laser)가 별도로 필요 없고, 도파관(111,112)의 양측에 전계를 인가함으로써 이를 통해 광신호를 발생 및 증폭할 수 있다. 구체적으로, 도전층(147)을 통해 전계가 인가되면 광자(photon)의 흡수와 유도 방출(stimulated emission)이 일어나는데, 광자가 흡수되면 전자-정공 쌍이 생기고, 반대로 전자-정공 쌍이 결합되면 광자의 유도 방출이 일어난다. 광신호를 증폭하기 위해서 광자의 유도 방출이 광자의 흡수보다 상회해야 한다. 반도체 광 증폭기에는 FPA(Fabry-Perot Amplifier)형과 TWA(Traveling Wave Amplifier) 형이 있다. FPA 형은 주입 전류에 의해 높은 에너지 준위인 전도대에서의 밀도 반전이 이루어져, 낮은 에너지 준위인 가전자대로의 천이에 의해 유도 방출이 일어나고 공진기에 의해 증폭될 수 있다. TWA 형은 반도체 레이저의 양단면에 무반사(Anti-Reflection) 코팅을 하여 출사면에서의 반사를 억제하고, 공진 현상을 억제하여 FPA 형에 비해 이득 대역 폭을 넓히는 구조를 가질 수 있다. 제1 및 제2 광 증폭기(141,142)는 제1 및 제2 도파관(111,112)보다 큰 폭을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 도파관(111,112)을 통해 전송된 광이 제1 및 제2 광 증폭기(141,142) 쪽으로 이동될 때 누광되는 것을 감소시킬 수 있다.
이상과 같은 구조의 파장 가변 레이저 광원(100)에서, 제1 광 증폭기(141)와 제2 광 증폭기(142) 중 적어도 하나에서 발생된 광은 시계 방향 및 반 시계 방향으로 제1 및 제2 링 공진기(125,126)를 경유하면서 증폭된 후 제1 및 제2 도파관(111,112)을 통해 원하는 발진 파장을 가지고 외부로 출력될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 도파관(111)의 양측을 통해 각각 제1 레이저 빔(L1)이 출력될 수 있으며, 제2 도파관(112)의 양측을 통해 각각 제2 레이저 빔(L2)이 출력될 수 있다. 여기서, 제1 도파관(111)의 양측을 통해 출력되는 제1 레이저 빔들(L1)과 제2 도파관(112)의 양측을 통해 출력되는 제2 레이저 빔들(L2)은 동일한 파장 및 동일한 출력을 가질 수 있다.
파장 가변 레이저 광원(100)에서 출력되는 제1 및 제2 레이저 빔들(L1,L2) 중 서로 대각선 방향에 위치하는 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2)은 서로 광 간섭성이 보장되도록 되어 있다. 예를 들면, 도 2에서 제1 도파관(111)의 일측(제1 광 증폭기(141)의 좌측에 있는 제1 도파관(111))을 통해 출력되는 제1 레이저 빔(L1)과 제1 도파관(111)의 일측과 대각선 방향에 위치하는 제2 도파관(112)의 일측(제2 광 증폭기(142)의 우측에 있는 제2 도파관(112))을 통해 출력되는 제2 레이저 빔(L2)은 서로 보장된 광 간섭성을 가질 수 있다. 이와 같이, 서로 광 간섭성을 가지는 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2)을 광 조향 장치(200)에 이용하게 되면 하나의 레이저 빔을 이용하는 경우에 비해 같은 전력을 소모하면서도 2배의 광 출력을 얻을 수 있다.
한편, 제1 도파관(111)의 타측(제1 광 증폭기(141)의 우측)에 있는 제1 도파관(111))을 통해 출력되는 제1 레이저 빔(L1)과 제1 도파관(111)의 타측과 대각선 방향에 위치하는 제2 도파관(112)의 타측(제2 광 증폭기(142)의 좌측)에 있는 제2 도파관(112))을 통해 출력되는 제2 레이저 빔(L2)도 서로 보장된 광 간섭성을 가질 수 있다. 이에 대해서는 후술하는 실시예에서 설명한다.
광 간섭성을 가지는 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이에는 위상차가 존재할 수 있다. 그러나, 이 경우에 존재하는 위상차는 시간에 의존하지 않는 위상차이기 때문에 후술하는 바와 같은 위상차 보상 수단을 통해 제1 및 제2 레이저 빔(L1) 중 어느 하나에 위상차를 보상해 줌으로써 위상차 문제는 해결될 수 있다. 한편, 이상에서는 제1 및 제2 도파관(111,112)에 제1 및 제2 광 증폭기(141,142)가 마련되는 경우가 설명되었으나, 제1 및 제2 도파관(111,112) 중 어느 하나에만 광 증폭기가 마련될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 조향 소자(200)는 전술한 파장 가변 레이저 광원(100)으로부터 입사되는 광 간섭성을 가지는 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2)을 이용하여 광을 원하는 방향으로 스티어링 할 수 있다. 조향 소자(200)는 제3 및 제4 도파관(211,212)과, 복수의 분할기(251,252)와, 복수의 변조 유닛(271,272)을 포함한다.
파장 가변 레이저 광원(100)의 제1 도파관(111)의 일측을 통해 출사된 제1 레이저 빔(L1)은 조향 소자(200)의 제3 도파관(211)에 입사될 수 있으며, 파장 가변 레이저 광원(100)의 제2 도파관(112)의 일측을 통해 출사된 제2 레이저 빔(L2)은 조향 소자(200)의 제4 도파관(212)에 입사될 수 있다. 제3 및 제4 도파관(211,212)은 반도체 물질, 예를 들면 실리콘을 포함할 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것으로, 이외에도 제3 및 제4 도파관(211,212)은 다른 다양한 물질을 포함할 수 있다.
조향 소자(200)의 제3 도파관(211)은 파장 가변 레이저 광원(100)의 제1 도파관(111)과 일체로 형성되도록 구성될 수 있으며, 조향 소자(200)의 제4 도파관(212)은 파장 가변 레이저 광원(100)의 제2 도파관(112)과 일체로 형성되도록 구성될 수 있다.
제3 도파관(211)에는 위상차 보상 수단(151)이 더 마련될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제3 및 제4 도파관(211,212)에 입사하는 광 간섭성을 가지는 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이에는 시간에 의존하지 않는 위상차가 존재할 수 있다. 위상차 보상 수단(151)은 제1 레이저 빔(L1)이 지나가는 제3 도파관(211)에 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가함으로써 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차를 보상할 수 있다. 이러한 위상차 보상 수단(151)을 경유하여 제3 도파관(211)을 진행하는 제1 레이저 빔(L1)은 제4 도파관(212)을 진행하는 제2 레이저 빔(L2)과 동일한 위상을 가질 수 있다.
한편, 도 1에서는 위상차 보상 수단(151)이 조향 수단의 제3 도파관(211)에 마련되어 있는 경우가 예시적으로 도시되어 있으나, 위상차 보상 수단(151)은 파장 가변 레이저 광원(100)의 제1 도파관(111)에 마련될 수도 있다. 또한, 위상차 보상 수단(151)은 제4 도파관(212)에 마련될 수도 있으며, 제3 및 제4 도파관(211,212) 모두에 마련될 수도 있다.
분할기들(251,252)은 제3 및 제4 도파관(211,212) 각각을 복수개로 분할할 수 있다. 도 1에는 제3 및 제4 도파관(211,212)이 각각 제1 및 제2 분할기들(251,252)에 의해 4개로 분할됨으로써 분할된 제3 및 제4 도파관들(211,212)의 총개수가 8개인 경우가 도시되어 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것으로 분할기들(251,252)의 개수 및 분할된 제3 및 제4 도파관들(211,212)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
복수의 변조 유닛(271,272)은 분할된 도파관들(211,212)을 통과하는 레이저 빔들(L1,L2)의 위상들을 변조시킬 수 있다. 여기서, 변조 유닛들(271,272) 각각은 도파관들(211,212) 각각을 통과하는 레이저 빔(L1,L2)의 위상을 독립적으로 변조시킬 수 있다. 이러한 변조 유닛들(271,272)을 통해 도파관들(211,212)을 통과하는 레이저 빔들(L1,L2)의 위상 프로파일(profile)이 형성될 수 있다.
도파관(211,212)을 지나가는 레이저 빔(L1,L2)의 위상을 변조시키기 위한 방법으로는 예를 들면, 변조 유닛(271,272)을 통해 도파관(211,212)에 열 또는 전기적인 신호를 인가함으로써 도파관(211,212) 자체의 굴절률을 변화시키는 방법이 사용될 수 있다. 또 다른 방법으로는 변조 유닛(271,272)이 도파관(211,212)에 마련되는 것으로 전기적인 신호에 따라 굴절률이 변화하는 클래드층(미도시)을 포함하고, 이 클래드층에 전기적인 신호를 인가하여 클래드층의 굴절률을 변화시킴으로써도파관(211,212) 을 통과하는 레이저 빔(L1,L2)의 위상을 변화시키는 방법이 사용될 수 있다.
복수의 변조 유닛(271)은 분할된 제3 도파관들(211)에 마련되는 제1 변조 유닛들(271)과, 분할된 제4 도파관들(212)에 마련되는 제2 변조 유닛들(272)을 포함할 수 있다. 제1 변조 유닛들(271) 각각은 제3 도파관들(211) 각각을 통과하는 제1 레이저 빔(L1)의 위상을 독립적으로 변조시킬 수 있으며, 제2 변조 유닛들(272) 각각은 제4 도파관들(212) 각각을 통과하는 제2 레이저 빔(L2)의 위상을 독립적으로 변조시킬 수 있다.
이러한 제1 및 제2 변조 유닛들(271.272)에 의해 각각 독립적으로 위상이 변조된 레이저 빔들(L1.L2)은 제3 및 제4 도파관들(211,212)의 단부에 마련된 출광 부분들(290)을 통해 외부로 출사될 수 있다. 여기서, 조향 소자(200)의 출광 부분들(290)은 기판(50)에 1차원 어레이 형태로 배열될 수 있다.
도 5은 도 1에 도시된 조향 소자(200)의 출광 부분들(290) 중 하나의 단면을 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 출광 부분(290)은 도파관(211,212)에 홈들(215)이 주기적으로 형성된 격자 구조(grating structure)를 가질 수 있다. 이러한 출광 부분들(290)의 격자 구조를 통해 나오는 레이저 빔들(L1.L2)의 간섭에 의해 광이 예를 들면, +z축 방향으로 출사될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 변조 유닛들(271,272)을 통해 레이저 빔들(L1,L2)의 위상 프로파일을 변화시킴으로써 출광 부분들(290)에서 나오는 광을 예를 들면 +y축 및 -y축 방향으로 조향시키고, 파장 가변 레이저 광원을 이용하여 레이저 빔들(L1,L2)의 파장을 변화시킴으로써 출광 부분들(290)에서 나오는 광을 예를 들면 +x축 및 -x축 방향으로 조향시킴으로써 2차원적인 광 조향을 구현할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 분할된 제3 및 제4 도파관들(211,212)에는 필요에따라 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2)을 증폭시키기 위한 광 증폭기들(261,262)이 마련될 수 있다. 한편, 도 1에는 광 증폭기들(261,262)이 마련되는 위치들이 예시적으로 도시되어 있으며, 광 증폭기들(261,262)이 마련되는 위치는 다양하게 변형될 수 있다. 이러한 광 증폭기(261,262)는 예를 들면, 반도체 광 증폭기 또는 이온 도핑 증폭기를 포함할 수 있다.
이상의 본 실시예에 따른 광 조향 장치는 파장 가변 레이저 광원(100)으로부터 출사되는 제1 및 제2 레이저 빔들(L1,L2) 중 서로 광 간섭성을 가지는 2개의 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2)을 동시에 이용하여 광을 조향함으로써 1개의 레이저 빔을 이용하는 경우에 비해 조향 성능이 손실됨이 없이 광 출력을 향상시킬 수 있다. 또한, 광 조향 장치의 최대 광 출력이 제한되는 경우에는 소모되는 전력을 줄일 수 있으며, 광 조향 장치를 구성하는 요소들의 개수를 줄여도 동일한 광 출력을 구현할 수 있다.
도 6은 다른 예시적인 실시예에 따른 광 조향 장치를 도시한 평면도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 6을 참조하면, 광 조향 장치는 파장 가변 레이저 광원(101)과, 파장 가변 레이저 광원(101)으로부터 입사된 광을 원하는 방향으로 스티어링하는 조향 소자(201)를 포함한다. 파장 가변 레이저 광원(101)은 서로 나란하게 배치되는 제1 및 제2 도파관(111,112)과, 제1 및 제2 도파관(111,112) 사이에 마련되는 제1 및 제2 링 공진기(125,126)를 포함할 수 있다. 제1 도파관(111)에는 제1 광 증폭기(141)가 마련될 수 있으며, 제2 도파관(112)에는 제2 광 증폭기(142)가 마련될 수 있다.
제1 도파관(111)의 양측을 통해 각각 제1 레이저 빔(L1)이 출력될 수 있으며, 제2 도파관(112)의 양측을 통해 각각 제2 레이저 빔(L2)이 출력될 수 있다. 여기서, 제1 도파관(111)의 양측을 통해 출력되는 제1 레이저 빔들(L1)과 제2 도파관(112)의 양측을 통해 출력되는 제2 레이저 빔들(L2) 중 서로 대각선 방향에 위치하는 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2)은 서로 광 간섭성이 보장되어 있다.
전술한 실시예와는 달리 본 실시예에서는 제1 도파관(111)의 타측(제1 광 증폭기(141)의 우측에 있는 제1 도파관(111))을 통해 출력되는 제1 레이저 빔(L1)과 제1 도파관(111)의 타측과 대각선 방향에 위치하는 제2 도파관(112)의 타측(제2 광 증폭기(142)의 좌측에 있는 제2 도파관(112))을 통해 출력되는 제2 레이저 빔(L2)을 이용한다. 한편, 광 간섭성을 가지는 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이에는 시간에 의존하지 않는 위상차가 존재할 수 있으나, 이러한 위상차 문제는 후술하는 위상차 보상 수단(151)을 통해 해결될 수 있다.
조향 소자(201)는 파장 가변 레이저 광원(101)으로부터 입사되는 광 간섭성을 가지는 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2)을 이용하여 광을 원하는 방향으로 스티어링하는 것으로, 제3 및 제4 도파관(211,212)과, 복수의 분할기(251,252)와, 복수의 변조 유닛(271,272)을 포함한다.
본 실시예에서는 파장 가변 레이저 광원(101)의 제1 도파관(111)의 타측을 통해 출사된 제1 레이저 빔(L1)이 조향 소자(201)의 제4 도파관(212)에 입사될 수 있으며, 파장 가변 레이저 광원(101)의 제2 도파관(112)의 타측을 통해 출사된 제2 레이저 빔(L2)은 조향 소자(201)의 제3 도파관(211)에 입사될 수 있다. 이 경우, 조향 소자(201)의 제4 도파관(212)은 파장 가변 레이저 광원(101)의 제1 도파관(111)과 일체로 형성되도록 구성될 수 있으며, 조향 소자(201)의 제3 도파관(211)은 파장 가변 레이저 광원(101)의 제2 도파관(112)과 일체로 형성되도록 구성될 수 있다.
제4 도파관(212)에는 위상차 보상 수단(151)이 마련될 수 있다. 위상차 보상 수단(151)은 제1 레이저 빔(L1)이 지나가는 제4 도파관(212)에 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가함으로써 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차를 보상할 수 있다. 이러한 위상차 보상 수단(151)은 파장 가변 레이저 광원(101)의 제1 도파관(211)에 마련될 수도 있다. 또한, 위상차 보상 수단(151)은 파장 가변 레이저 광원(101)의 제2 도파관(212)에 마련될 수도 있으며, 조향 소자(201)의 제3 및 제4 도파관(211,212) 모두에 마련될 수도 있다.
조향 소자(201)의 제4 도파관(212)에 입사되는 제1 레이저 빔(L1)은 분할기들(251,252)에 의해 분할된 제4 도파관들(212)을 통과하게 되며, 조향 소자(201)의 제3 도파관(211)에 입사되는 제2 레이저 빔(L2)은 분할기들(251,252)에 의해 분할된 제3 도파관들(211)을 통과하게 된다. 복수의 변조 유닛(271,272)은 분할된 제3 도파관들(211)에 마련되는 제1 변조 유닛들(271)과, 분할된 제4 도파관들(212)에 마련되는 제2 변조 유닛들(272)을 포함할 수 있다. 제1 변조 유닛들(271) 각각은 제3 도파관들(211) 각각을 통과하는 제2 레이저 빔(L2)의 위상을 독립적으로 변조시킬 수 있으며, 제2 변조 유닛들(272) 각각은 제4 도파관들(212) 각각을 통과하는 제1 레이저 빔(L1)의 위상을 독립적으로 변조시킬 수 있다.
이러한 제1 및 제2 변조 유닛들(271.272)에 의해 각각 독립적으로 위상이 변조된 레이저 빔들(L1.L2)은 제3 및 제4 도파관들(211,212)의 단부에 마련된 출광 부분들(290)을 통해 외부로 출사될 수 있다. 조향 소자(201)의 출광 부분들(290)은 기판(50)에 1차원 어레이 형태로 배열될 수 있다.
도 7은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 광 조향 장치를 도시한 평면도이다.
도 7을 참조하면, 광 조향 장치는 파장 가변 레이저 광원(102)과, 파장 가변 레이저 광원(102)으로부터 입사된 광을 원하는 방향으로 스티어링하는 조향 소자(202)를 포함한다. 파장 가변 레이저 광원(102)은 서로 나란하게 배치되는 제1 및 제2 도파관(111,112)과, 제1 및 제2 도파관(111,112) 사이에 마련되는 제1 및 제2 링 공진기(125,126)를 포함할 수 있다. 제1 도파관(111)에는 제1 광 증폭기(141)가 마련될 수 있으며, 제2 도파관(112)에는 제2 광 증폭기(142)가 마련될 수 있다.
제1 도파관(111)의 양측에는 제1 및 제2 출력 포트(111a,111b)가 마련되어 있으며, 제2 도파관(112)의 양측에는 제3 및 제4 출력 포트(112a,112b)가 마련되어 있다. 여기서, 제1 도파관(111)의 제1 및 제2 출력 포트(111a,111b)를 통해 각각 제1 레이저 빔(L1)이 출력될 수 있으며, 제2 도파관(112)의 제3 및 제4 출력 포트(112a,112b)를 통해 각각 제2 레이저 빔(L2)이 출력될 수 있다.
대각선 방향으로 위치하는 출력 포트들(111a,111b, 112a,112b)을 통해 출력되는 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2)은 서로 광 간섭성이 보장되어 있다. 구체적으로, 제1 도파관(111)의 제1 출력 포트(111a)로부터 출력되는 제1 레이저 빔(L1)과 제2 도파관(112)의 제4 출력 포트(112b)를 통해 출력되는 제2 레이저 빔(L2)은 서로 광 간섭성이 보장되어 있으며, 제1 도파관(111)의 제2 출력 포트(111b)로부터 출력되는 제1 레이저 빔(L1)과 제2 도파관(112)의 제3 출력 포트(112a)를 통해 출력되는 제2 레이저 빔(L2)은 서로 광 간섭성이 보장되어 있다. 도 7에는 광 조향 장치가 제1 도파관(111)의 제1 출력 포트(111a)로부터 출력되는 제1 레이저 빔(L1)과 제2 도파관(112)의 제4 출력 포트(112b)를 통해 출력되는 제2 레이저 빔(L2)을 이용하는 경우가 도시되어 있다.
조향 소자(202)는 파장 가변 레이저 광원(102)으로부터 입사되는 광 간섭성을 가지는 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2)을 이용하여 광을 원하는 방향으로 스티어링 하는 것으로, 제3 및 제4 도파관(211,212)과, 복수의 분할기(251,252)와, 복수의 변조 유닛(271,272)을 포함한다.
조향 소자(202)의 제3 도파관(211)은 제1 도파관(111)의 제1 출력 포트(111a)와 연결되도록 마련될 수 있으며, 조향 소자(202)의 제4 도파관(212)은 제2 도파관(112)의 제4 출력 포트(112b)와 연결되도록 마련될 수 있다. 이에 따라, 제1 도파관(111)의 제1 출력 포트(111a)를 통해 출력되는 제1 레이저 빔(L1)은 조향 소자(202)의 제3 도파관(211)에 입사될 수 있으며, 제2 도파관(112)의 제4 출력 포트(112b)를 통해 출력되는 제2 레이저 빔(L2)은 조향 소자(202)의 제4 도파관(212)에 입사될 수 있다.
제3 도파관(211)에는 위상차 보상 수단(151)이 마련될 수 있다. 위상차 보상 수단(151)은 제1 레이저 빔(L1)이 지나가는 제3 도파관(211)에 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가함으로써 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차를 보상할 수 있다. 위상차 보상 수단(151)은 파장 가변 레이저 광원(100)의 제1 도파관(111)에 마련될 수도 있다. 또한, 위상차 보상 수단(151)은 조향 소자의 제4 도파관(212)에 마련될 수도 있으며, 조향 소자의 제3 및 제4 도파관(211,212) 모두에 마련될 수도 있다.
조향 소자(202)의 제3 도파관(211)에 입사되는 제1 레이저 빔(L1)은 분할기들(251,252)에 의해 분할된 제3 도파관들(211)을 통과하게 되며, 조향 소자(202)의 제4 도파관(212)에 입사되는 제2 레이저 빔(L2)은 분할기들(251,252)에 의해 분할된 제4 도파관들(212)을 통과하게 된다. 복수의 변조 유닛(271,272)은 분할된 제3 도파관들(211)에 마련되는 제1 변조 유닛들(271)과, 분할된 제4 도파관들(212)에 마련되는 제2 변조 유닛들(272)을 포함할 수 있다. 제1 변조 유닛들(271) 각각은 제3 도파관들(211) 각각을 통과하는 제1 레이저 빔(L1)의 위상을 독립적으로 변조시킬 수 있으며, 제2 변조 유닛들(272) 각각은 제4 도파관들(212) 각각을 통과하는 제2 레이저 빔(L2)의 위상을 독립적으로 변조시킬 수 있다.
이러한 제1 및 제2 변조 유닛들(271.272)에 의해 각각 독립적으로 위상이 변조된 레이저 빔들(L1.L2)은 제3 및 제4 도파관들(211,212)의 단부에 마련된 출광 부분들(290)을 통해 외부로 출사될 수 있다. 조향 소자(202)의 출광 부분들(290)은 기판(50)에 1차원 어레이 형태로 배열될 수 있다.
한편, 도 7에는 광 조향 장치가 제1 도파관(111)의 제1 출력 포트(111a)로부터 출력되는 제1 레이저 빔(L1)과 제2 도파관(112)의 제4 출력 포트(112b)를 통해 출력되는 제2 레이저 빔(L2)을 이용하는 경우가 도시되어 있다. 하지만, 광 조향 장치가 제1 도파관(111)의 제2 출력 포트(111b)로부터 출력되는 제1 레이저 빔(L1)과 제2 도파관(112)의 제3 출력 포트(112a)를 통해 출력되는 제2 레이저 빔(L2)을 이용하는 것도 얼마든지 가능하다.
도 8 내지 도 10에는 위상차 보상 수단이 다양한 위치에 마련되는 광 조향 장치들이 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 위상차 보상 수단(151)은 제1 분할기(251)를 통해 분할된 제3 도파관들(211) 각각에 마련되어 있다. 위상차 보상 수단(151)은 제1 레이저 빔(L1)이 지나가는 제3 도파관(211)에 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가함으로써 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차를 보상할 수 있다. 한편, 위상차 보상 수단(151)은 제1 분할기(251)를 통해 분할된 제4 도파관들(212) 각각에 마련될 수도 있다. 이 경우, 위상차 보상 수단(151)은 제2 레이저 빔(L2)이 지나가는 제4 도파관(212)에 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가할 수 있다. 또한, 위상차 보상 수단(151)은 제1 분할기(251)를 통해 분할된 제3 및 제4 도파관들(211,212) 모두에 마련될 수도 있다.
도 9를 참조하면, 위상차 보상 수단(151)은 제2 분할기(252)를 통해 분할된 제3 도파관들(211) 각각에 마련되어 있다. 위상차 보상 수단(151)은 제1 레이저 빔(L1)이 지나가는 제3 도파관(211)에 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가함으로써 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차를 보상할 수 있다. 한편, 위상차 보상 수단(151)은 제2 분할기(252)를 통해 분할된 제4 도파관들(212) 각각에 마련될 수도 있다. 이 경우, 위상차 보상 수단(151)은 제2 레이저 빔(L2)이 지나가는 제4 도파관(211)에 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가할 수 있다. 또한, 위상차 보상 수단(151)은 제2 분할기(252)를 통해 분할된 제3 및 제4 도파관들(211,212) 모두에 마련될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 복수의 변조 유닛(273,274)이 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2)의 위상을 변조시키는 역할과 함께 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차를 보상해 주는 역할도 수행할 수 있다. 복수의 변조 유닛(273,274)은 분할된 제3 도파관들(211)에 마련되는 제1 변조 유닛들(273)과, 분할된 제4 도파관들(212)에 마련되는 제2 변조 유닛들(274)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1 변조 유닛들(273)이 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차를 보상해주는 역할도 할 수 있다. 이 경우, 제1 변조 유닛들(273) 각각은 제3 도파관(211)에 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가하는 동시에 제3 도파관(211)을 통과하는 제1 레이저 빔(L1)의 위상을 변조시킬 수 있다. 그리고, 제2 변조 유닛들(274) 각각은 제4 도파관(212)을 통과하는 제2 레이저 빔(L2)의 위상을 변조시킬 수 있다. 한편, 제2 변조 유닛들(274)이 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차를 보상해주는 역할을 수행할 수도 있으며, 제1 및 제2 변조 유닛들(273,274) 모두가 제1 및 제2 레이저 빔(L1,L2) 사이의 위상차를 보상해주는 역할을 수행할 수도 있다.
도 11은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 시스템(1000)을 도시한 것이다. 도 11에는 전술한 광 조향 장치가 적용된 시스템(1000)이 개략적으로 도시되어 있다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 시스템(1000)은 파장 가변 레이저 광원(1100), 광을 원하는 방향으로 조향하는 조향 소자(1200), 조향된 광을 검출하는 검출부(1300) 및 구동 드라이버(1400)를 포함할 수 있다. 구동 드라이버(1400)는 파장 가변 레이저 광원(1100), 조향 소자(1200) 및 검출부(1300)를 구동하는 구동 회로를 포함할 수 있다.
파장 가변 레이저 광원(1100)은 파장을 광대역폭으로 가변하여 출사시킬 수 있는 레이저 광원이 될 수 있다. 파장 가변 레이저 광원(1100)으로부터 복수의 레이저 빔이 출사될 수 있으며, 이 복수의 레이저 빔 중 서로 광 간섭성을 가지는 레이저 빔들이 조향 소자(1200)에 입사될 수 있다. 여기서, 파장 가변 레이저 광원(1100)은 전술한 실시예에서 기술된 파장 가변 레이저 광원들(100,101,102)을 포함할 수 있다.
조향 소자(1200)는 파장 가변 레이저 광원(1100)으로부터 입사되는 복수의 레이저 빔을 이용하여 광을 원하는 방향으로 조향시킬 수 있다. 여기서, 조향 소자(1200)는 전술한 실시예들에서 설명된 조향 소자들(200,201,202)을 포함할 수 있다. 그리고, 조향 소자(1200)에 의해 조향된 광이 대상물(object)에 조사되어 반사되면, 검출부(1300)가 반사된 광을 검출할 수 있다. 이러한 시스템(1000)은 예를 들면, 깊이 센서(depth sensor), 3차원 센서(3D sensor), 라이더(LiDAR; light detection and ranging) 등과 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다.
50.. 기판
100.101,102,1100.. 파장 가변 레이저 광원
111.. 제1 도파관 111a.. 제1 출력 포트
111b.. 제2 출력 포트 112a.. 제3 출력 포트
112b.. 제4 출력 포트 112.. 제2 도파관
121.. 제1 링 도파관 122.. 제2 링 도파관
125.. 제1 링 공진기 126.. 제2 링 공진기
131.. 제1 변조 수단 132.. 제2 변조 수단
141.. 제1 광 증폭기 142.. 제2 광 증폭기
143.. 하부 클래드층 144.. 활성층
145.. 상부 클래드층 147.. 도전층
151.. 위상차 보상 수단 200,201,202,1200.. 조향 소자
211.. 제3 도파관 212.. 제4 도파관
215.. 홈 251,252.. 분할기
261,262.. 광 증폭기 271, 272, 273, 274.. 변조 유닛
290.. 출광 부분 1000.. 시스템
1300.. 검출부 1400.. 구동 드라이버

Claims (27)

  1. 서로 광 간섭성을 가지는 복수의 레이저 빔을 출력하는 것으로, 제1 및 제2 도파관을 포함하는 파장 가변 레이저 광원; 및
    상기 파장 가변 레이저 광원으로부터 상기 서로 광 간섭성을 갖는 복수의 레이저 빔이 입사되며, 빔 조향을 위한 복수의 변조 유닛을 포함하는 조향 소자;를 포함하고,
    상기 복수의 레이저 빔은 대각선 방향으로 위치하는 상기 제1 도파관의 일측과 상기 제2 도파관의 일측으로부터 출사되는 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 포함하는 광 조향 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 가변 레이저 광원과 상기 조향 소자는 상기 복수의 레이저 빔에 대응하는 복수개의 입출력 연결 구조에 의해 연결되는 광 조향 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 파장 가변 레이저 광원은,
    상기 제1 및 제2 도파관 사이에 이격되게 마련되는 제1 및 제2 링 공진기;를 포함하는 광 조향 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파장 가변 레이저 광원은, 상기 제1 및 제2 도파관 중 적어도 하나에 마련되는 광 증폭기를 포함하는 광 조향 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 링 공진기 각각은 링 도파관 및 변조 수단을 포함하는 광 조향 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 변조 수단은 상기 링 도파관을 가열하는 가열 요소, 상기 링 도파관의 주위에 전류를 인가하여 상기 링 도파관의 전류 밀도를 변화시키는 전극 요소, 또는 전압 인가에 따른 변형에 의해 상기 링 도파관 또는 그 주위의 굴절률을 변화시키는 압전 요소를 포함하는 광 조향 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 도파관의 양측에는 제1 및 제2 출력 포트가 마련되며, 상기 제2 도파관의 양측에는 제3 및 제4 출력 포트가 마련되는 광 조향 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향 소자는 상기 제1 및 제2 레이저 빔이 입사되는 제3 및 제4 도파관을 포함하는 광 조향 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 도파관과 상기 제3 도파관은 일체로 형성되며, 상기 제2 도파관과 상기 제4 도파관은 일체로 형성되는 광 조향 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 조향 소자는 상기 제3 및 제4 도파관을 각각 복수개로 분할하는 분할기(splitter)를 더 포함하는 광 조향 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 변조 유닛은 상기 분할된 제3 및 제4 도파관들을 통과하는 빔들의 위상을 변조시키는 광 조향 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 변조 유닛은 상기 분할된 제3 및 제4 도파관들에 열 또는 전기신호를 인가하는 광 조향 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 변조 유닛은 상기 분할된 제3 및 제4 도파관들에 마련되는 것으로 전기적인 신호에 따라 굴절률이 변화하는 클래드층들을 포함하는 광 조향 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이저 빔은 시간에 의존하지 않는 위상차를 가지는 광 조향 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 광 조향 장치는 상기 제1 및 제2 레이저 빔의 위상차를 보상하는 위상차 보상 수단을 더 포함하는 광 조향 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 위상차 보상 수단은 상기 제1 레이저 빔의 경로 및 상기 제2 레이저 빔의 경로 중 적어도 하나에 마련되어 상기 제1 및 제2 레이저 빔의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가하는 광 조향 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 변조 유닛 중 적어도 하나는 상기 제1 및 제2 레이저 빔의 위상차에 대응하는 전기적인 신호를 인가하는 광 조향 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 가변 레이저 광원과 상기 조향 소자는 기판에 집적되어 마련되는 광 조향 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 조향 소자의 출광 부분들은 상기 기판에 1차원 어레이 형태로 배열되는 광 조향 장치.
  21. 서로 광 간섭성을 가지는 복수의 레이저 빔을 출력하는 것으로, 제1 및 제2 도파관을 포함하는 파장 가변 레이저 광원;
    상기 파장 가변 레이저 광원으로부터 상기 서로 광 간섭성을 갖는 복수의 레이저 빔이 입사되며, 빔 조향을 위한 복수의 변조 유닛을 포함하는 조향 소자; 및
    상기 조향 소자에 의해 조향된 빔을 검출하는 검출부;를 포함하고,
    상기 복수의 레이저 빔은 대각선 방향으로 위치하는 상기 제1 도파관의 일측과 상기 제2 도파관의 일측으로부터 출사되는 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 포함하는 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 파장 가변 레이저 광원은,
    상기 제1 및 제2 도파관 사이에 이격되게 마련되는 제1 및 제2 링 공진기; 및
    상기 제1 및 제2 도파관 중 적어도 하나에 마련되는 광 증폭기;를 포함하는 시스템.
  23. 삭제
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 조향 소자는 상기 복수의 레이저 빔이 입사되도록 마련되는 복수의 도파관을 포함하는 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 조향 소자는 상기 복수의 도파관 각각을 복수개로 분할하는 분할기를 더 포함하며, 상기 복수의 변조 유닛은 상기 분할된 도파관들을 통과하는 빔들의 위상을 변조시키는 시스템.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 조향 소자에 입사되는 상기 복수의 레이저 빔은 시간에 의존하지 않는 위상차를 가지는 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 시스템이 상기 위상차를 보상하는 위상차 보상 수단을 더 포함하거나 또는 상기 복수의 변조 유닛 중 적어도 하나가 상기 위상차를 보상하는 시스템.
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