KR102522956B1

KR102522956B1 - 폴리머 광도파로 브래그 격자 가변 파장 필터

Info

Publication number: KR102522956B1
Application number: KR1020200068350A
Authority: KR
Inventors: 오민철; 박태현
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2023-04-18
Also published as: KR20210151480A

Abstract

5G 통신 네트워크에 필요한 WDM 광통신 시스템에서는 100 GHz 채널 간격을 만족하는 좁은 대역폭과 다수의 채널을 수용할 수 있는 넓은 파장 가변성 및 높은 SMSR 특성 등이 요구된다. 이러한 까다로운 조건들을 만족하는 파장필터를 구현하기 위해, 본 발명에서는 종래에 없던 독창적인 구조의 폴리머 광도파로 기반 브래그 격자 필터를 제안한다. 비대칭 모드분리 광도파로와 기울어진 브래그 격자가 결합된 구조는 외부 서큘레이터 없이 반사 신호를 분리해 낼 수 있고, 2단 연결을 통하여 두번의 브래그 격자 반사를 거치면서 반사대역폭을 더욱 좁게 만들고 SMSR 특성을 향상시킬 수 있다. 또한 두 번의 모드 분리 소자를 거치면서 비정상적인 모드 결합으로 인한 누화 신호도 억제될 수 있다. 제안된 소자는 1 nm의 20-dB 대역폭과 35 dB 이상의 SMSR 특성을 보이며 넓은 파장 범위에 걸친 가변 파장 필터링을 가능하게 한다.

Description

폴리머 광도파로 브래그 격자 가변 파장 필터{Polymeric waveguide Bragg reflecting tunable wavelength filters}

다양한 실시예들은 WDM 광통신 시스템에서 여러 개의 다른 파장들이 섞여서 전달되는 광신호 속에서 특정 한가지 파장만을 필터링하기 위한 목적으로 사용되는 파장 가변 필터에 관한 것이다.

최근 급속도록 펼쳐지고 있는 5G 통신 네트워크에 필요한 광통신 시스템에서는 채널당 10 Gbps 데이터 전송 속도를 제공하는 파장 신호를 C-, L-, O-밴드 대역에 걸쳐 100 GHz 채널간격으로 40 개의 파장을 다중화 시켜 전송시키는 파장분할 다중화 (Wavelength Division Multiplexing: WDM) 기술을 이용하고 있다. 이를 위한 광원으로 넓은 가변 파장 범위를 가지고 간단한 소자구조로 인해 저가격의 장점을 보유한 폴리머 브래그 격자 기반 가변 파장 레이저가 사용되고 있다. 전송을 원하는 데이터 신호를 이용하여 가변 파장 레이저를 변조시키면 특정 파장에 해당하는 광신호를 얻을 수 있다. 이러한 가변 파장 레이저를 여러 개 사용하여 각기 다른 파장을 발생시키고 각각을 원하는 데이터 신호로 변조를 한 뒤 여러 개의 서로 다른 광파장 신호를 한꺼번에 모아서 하나의 광섬유를 통하여 전송하는 것이 WDM 기술의 핵심이다. 이러한 방법으로 하나의 광섬유를 통하여 전달할 수 있는 데이터의 시간당 송신량을 극대화시킬 수 있다. 이렇게 생성되어 전달된 광신호가 수신단에 이르게 되면 합쳐져 있는 서로 다른 파장의 광신호를 다시 분리해 내는 작업이 필요하게 된다.

채널수가 적었던 초기의 WDM 광통신 시스템에서는 파장 신호를 분리하기 위해 박막 필터 (Thin Film Filter)가 주로 사용되었다. 박막필터는 제작이 간단하고 수율이 높은 장점으로 인해 접근성이 쉬운 필터였지만, WDM 광통신 시스템에서 채널 수가 늘어나고 채널 간격이 줄어듦에 따라 증착층의 개수가 기하급수적으로 늘어나게 되어 제작 공정이 복잡해지고 수율이 떨어지게 된다. 한편 서로 다른 파장 신호를 각각 다른 경로로 분리해 나아가도록 만들어 주는 어레이 광도파로 격자 (Arrayed Waveguide Grating: AWG)를 이용하면 각기 다른 파장 신호들을 공간적으로 분리하여 서로 다른 광섬유 출력으로 나아가게 할 수 있다. 하지만 WDM 시스템에서 필요시 가변파장 레이저의 파장을 바꾸어 주어야 하는 상황이 발생할 때 AWG 와 같은 소자를 이용하게 되면 특정 파장의 출력되는 경로가 변경되는 문제가 발생하여 시스템 관리자가 직접 광섬유를 절체해 주어야 하는 번거로운 상황이 발생한다. 가변 파장 필터 (Tunable Wavelength Filter: TWF)는 공간적으로 파장 신호를 분리하지 않고 하나의 파장 신호만 선택하여 동일한 출력 광섬유로 내어 보내는 기능을 하게 되며, 5G WDM 시스템에서 가변파장 레이저를 이용하여 파장을 변경시켜 주더라도 출력 광섬유의 절체없이 특정 파장을 필터링하여 검출할 수 있게 된다.

다양한 구조의 TWF 중에서, 가장 간단하게 구성 가능한 파장 가변 필터는 광섬유 브래그 격자와 압전소자(Piezo-electric transducer: PZT)를 이용하는 구조이다. 그러나 이들은 소자 크기를 작게 만들기 어렵고 PZT 가 지닌 시간에 따른 특성변화는 해결해야 할 문제로 남아있다. 실리콘 광도파로를 이용하여 제작된 링공진기(ring resonator) 구조의 파장 가변 필터의 경우, 매우 작은 소자 구조 덕분에 집적화에 탁월한 장점을 지니고 있다. 그러나 링공진기는 자유 분광 범위(Free spectral range: FSR)가 좁아서 여러 개의 채널 파장이 섞여 있는 WDM 광신호를 통과시키면 원하는 파장 이외의 다른 파장들도 함께 출력되는 문제가 있다. FSR을 증가시키기 위해서는 여러 개의 링공진기를 연결해서 출력을 얻어야 하는데 이 경우 제작 공정의 수율이 떨어지고 파장 가변을 시키는 것이 쉽지 않다. 리튬나이오베이트 크리스탈을 이용한 광도파로와 탄성파 기반의 음향광학 (Acousto-optic) 효과를 이용한 가변 파장 필터도 널리 연구되어 왔다. 일반적인 열광학 소자들에 비하여 음향광학 효과를 이용한 소자는 빠른 응답특성을 가지는 장점이 있으나 소자의 삽입 손실이 크고 제작 공정이 복잡하여 대량생산을 위해서는 해결해야할 과제가 많다.

이상의 다른 기술들과 비교하여, 폴리머 광도파로 소자는 높은 열-광학 효과 및 낮은 열전달 특성으로 인해 구동 전력이 낮고, 간단한 마이크로 히터만 이용하여 브래그 격자의 반사파장을 수십 nm 이상 가변 시킬 수 있는 특징을 지니고 있다. 이러한 폴리머 브래그 격자의 장점은 일차적으로 외부 공진기형 가변파장 레이저 개발에 적용이 되었으며 5G 광통신 네트워크에 필요한 부품으로 채택되었다. 이 밖에도 폴리머 광도파로 소자의 높은 열광학 특성을 이용한 가변 광감쇠기 (Variable optical attenuator) 소자와 디지털 광스위치 (Digital optic switch) 소자도 개발이 완료된 제품이다.

이러한 고유특성을 가진 폴리머 브래그 격자를 이용하여, WDM 광통신용 TWF에 대한 연구가 지속적으로 수행되어 왔다. 이 과정에서 좁은 대역폭, 큰 사이드 모드 억제 비율 및 낮은 삽입손실을 달성하는데 중점을 두었다. 대역폭을 좁히기 위하여 섀도우 마스크를 사용하여 깊이가 점진적으로 변하는 에포다이즈드 브래그 격자 필터가 연구되었다. 에포다이즈드 브래그 격자는 쉐도우 마스크를 사용하여 제작되며, 대역폭을 줄이고 SMSR을 크게 향상 시켰지만 반사 신호를 수신하기 위해 외부 서큘레이터가 반드시 필요하다. 외부 서큘레이터를 사용하지 않고 모든 부품이 집적화된 소자에서 출력광을 입력광섬유와 다른 방향으로 뽑아내기 위하여 비대칭 Y-분기 도파로와 기울어진 브래그 격자를 이용하는 소자구조를 제안하였다. 하지만 기울어진 브래그 격자에서 우모드(even mode)들 간의 결합 반사현상과 비대칭 모드 분리기에서 누화(crosstalk)로 인해 제작된 소자에서 측정한 인접모드 억제비율(side mode suppression ratio: SMSR)이 충분히 크지 못하였다. 또한 브래그 격자 반사 스펙트럼의 20-dB 대역폭이 4.6 nm로 너무 넓게 나왔으며 인접 채널 누화가 -12 dB로 매우 높게 되어 100 GHz 채널간격의 WDM 신호를 필터링하기에 부족한 특성을 보였다.

다양한 실시예들은 5G WDM 광 통신 시스템에서 100 GHz(1.6 nm) 간격으로 떨어진 여러개의 다중화 된 파장 신호중 원하는 한개의 파장만을 필터링하여 추출할 수 있는 가변파장필터(Tunable Wavelength Filters: TWF)를 구현하는 것이다. 이를 위하여 파장 가변 범위가 충분히 넓으면서도 100 GHz 채널간격을 만족시킬 정도로 통과 대역폭이 좁아야 하고 인접한 다른 파장을 깨끗하게 제거하기 위하여 30 dB 이상의 SMSR 값이 확보되어야 한다. 이러한 요구 조건을 만족시킬 수 있는 TWF는 아직까지 발표된 적이 없었으며, 다양한 실시예들에서는 기울어진 브래그 격자를 2단으로 연결하는 독창적인 구조를 제안하여 과제를 해결하고자 한다. 2단 연결 (Two stage cascaded) 기울임 격자 TWF는 두번의 브래그 격자 반사를 통하여 반사 대역폭을 더욱 더 좁게 만들고 SMSR을 향상시킬 수 있다. 또한 두 번의 모드 분리 소자를 거치면서 비정상적인 모드 결합으로 인한 누화 신호를 대폭 줄일 수 있게 된다.

폴리머 브래그 격자를 이용하여 TWF를 구현하기 위해서는 광도파로 브래그 격자에서 반사되어 돌아오는 신호를 다른 경로로 빼내어주기 위한 써큘레이터 소자가 필요하게 되는데, 이로 인해 전체적인 부피가 커지고 집적화가 어려워지게된다. 외부 써큘레이터 없이도 브래그 격자로부터 반사된 파장을 다른 경로로 돌리기 위해 우모드(even mode)와 기모드(odd mode)간에 광결합을 일으키며 반사를 시키는 기울임 브래그 격자를 이용할 수 있다. 이때 입력되는 기모드와 반사된 우모드의 방향을 서로 다르게 만들어 주기 위해서는 비대칭 광도파로 Y-분기도 함께 필요하게 된다. 이러한 두 가지 소자들을 연결한 기본적인 기울임 격자 TWF 구조를 도 1에서 보이고 있다. 기울임 격자 TWF에서 정상적인 모드 변환 과정은 다음과 같다. Y-분기의 좁은 광도파로(narrow waveguide)를 통하여 두 모드(two mode) 광도파로에 여기된 기모드 성분은 기울임 브래그 격자로 인해 반사될 때 우모드로 변하게 된다. 이후 반사된 우모드는 모드 분리 Y-분기 광도파로에서 넓은 광도파로(wide waveguide)를 따라서 출력된다. 이러한 정상적인 모드변환 반사과정을 NOEW 변환이라고 명명할 수 있다. 실제 소자에서는 브래그 격자의 각도 오차와 모드 분리 소자의 누화 현상으로 인해 다양한 모드변환이 일어나고 이로 인해 원치 않은 반사 피크들이 나타나게 된다. 이들은 SMSR과 인접채널 누화 특성을 저하시키는 원인이 된다.

다양한 실시예들에서는 상기 언급한 기본 TWF 소자를 2단으로 연결하여 구현 가능한 도 2에서 보인 바와 같은 2단 연결 TWF 구조를 제안한다. 이 소자에서는 1단 구조에서 반사되어 넓은 도파로로 돌아온 빛을 테이퍼 광도파로를 통하여 2단계 소자의 좁은 광도파로로 진행시키게 된다. 이후 과정은 1단계 소자에서 설명한 NOEW 모드 변환을 다시한번 겪게 되며 최종 출력은 입력부와 반대방향으로 향하게 되는데, 이는 패키징을 손쉽게 할 수 있게 도와준다. 이처럼 두번의 반사와 모드 분리를 겪는 과정에서 반사 스펙트럼은 더욱 더 좁게 변하게 되며 모드 누화로 인해 발생하는 주변 모드들도 억제되어 사라지게 되는 장점을 지닌다.

다양한 실시예들에 따르면, 비대칭 모드분리 광도파로와 기울어진 브래그 격자가 결합된 구조는 외부 서큘레이터 없이 반사 신호를 분리해 낼 수 있고, 2단 연결을 통하여 두번의 브래그 격자 반사를 거치면서 반사대역폭을 더욱 좁게 만들고 SMSR 특성을 향상시킬 수 있다. 또한 두 번의 모드 분리 소자를 거치면서 비정상적인 모드 결합으로 인한 누화 신호도 억제될 수 있다. 제안된 소자는 1 nm의 20-dB 대역폭과 35 dB 이상의 SMSR 특성을 보이며 넓은 파장 범위에 걸친 가변 파장 필터링을 가능하게 한다. 이를 통하여 현재 활성화되어 있는 5G WDM 광통신 시장에서 핵심적인 역할을 담당하게 될 가변 파장 필터를 폴리머 브래그 격자 소자를 이용하여 저렴하게 제작 공급할 수 있게 된다. 또한 채널 간격이 좁고 넓은 가변 파장 범위가 요구되는 NG-PON2와 같은 차세대 광통신망에서도 좋은 대안책으로 제시될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따라, 폭이 좁은 광도파로, 폭이 넓은 광도파로를 포함하는 비대칭 Y-분기 광도파로와 기울어진 브래그 격자로 구성되는 가변 파장 필터의 사시도이다.
도 2는 다른 실시예에 따라, 도 1에서 보인 가변 파장 필터 소자의 출력부를 광도파로 테이퍼를 통하여 두번째 가변 파장 필터 소자의 입력부와 연결하여 2단으로 구성되는 가변 파장 필터의 사시도이다.
도 3a는 가변 파장 필터에 포함되어 있는 광도파로에 존재 가능한 도파 모드의 유효굴절률(effective index) 을 찾기 위한 설계 결과이다.
도 3b는 기울어진 브래그 격자에서 발생하는 반사율을 격자의 길이 변화에 따라 계산한 결과이다. 1단 브래그 격자에서 우모드 간의 모드 커플링 반사와 기모드-우모드 결합에 의한 반사 값을 보여주고 있으며, 2단 브래그 격자에서 기모드-우모드 결합에 의한 반사 값을 보여주고 있다.
도 3c는 제안된 가변 파장 필터에서 1단계 반사 또는 2단계 반사를 통하여 나타나는 출력 반사 스펙트럼 계산 결과이다.
도 3d는 도 3c에서 계산된 반사스펙트럼에서 0.5 dB, 10 dB, 20 dB 대역폭 값을 확인하여 격자 길이 변화에 따라 나타낸 결과이다.
도 4은 도 2에 도시된 2단 연결 가변 파장 필터의 제작 공정 순서도를 나타낸 사시도이다.
도 5a는 레이저 간섭계를 이용하여 4인치 실리콘 웨이퍼 위에 제작된 브래그 격자의 사진이다.
도 5b는 포토레지스트를 감광하였을 때 나타나는 브래그 격자 패턴의 SEM 사진이다.
도 5c는 산소플라즈마 에칭을 통하여 도 5b에서 제작된 포토레지스트 브래그 격자 패턴을 하부 클래딩층으로 새겨 넣은 모습에 대한 SEM 사진이다.
도 6a는 가변 파장 필터의 반사 스펙트럼 측정 장치의 사시도이다.
도 6b는 제시된 2단 연결 가변 파장 필터의 초기 반사파장을 OSA를 통해 확인한 스펙트럼 결과이다.
도 6c는 도 6a의 Port A와 Port B에 광을 집적 인가하여 반사되는 파장을 OSA를 통해 확인한 스펙트럼 결과이다.
도 6d는 두 브래그 격자의 반사 파장 컨디션을 같게 만들기 위해 Port A쪽의 브래그 격자에 작은 바이어스 파워를 인가한 후 확인한 출력 반사 스펙트럼의 결과이다.
도 7a는 집적된 마이크로 히트에 전력을 공급하여 열을 발생시킬 때 나타나는 반사스펙트럼의 변화를 보이고 있다.
도 7b는 마이크로 히터에 인가된 전력에 비례하여 이동하는 반사 스펙트럼의 파장피크값을 측정한 결과이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따라, 폭이 좁은 광도파로, 폭이 넓은 광도파로를 포함하는 비대칭 Y-분기 광도파로와 기울어진 브래그 격자로 구성되는 가변 파장 필터의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 가변 파장 필터(100)는 기판(110), 코어 및 클래딩층(120) 및 가변 파장 필터 소자(130)를 포함할 수 있다.

기판(110)은 가변 파장 필터(100)의 구성 요소들을 지지할 수 있다.

코어 및 클래딩층(120)은 기판(110) 상에 적층될 수 있다. 코어 및 클래딩층(120)은 하부 클래딩층, 코어층 및 상부 클래딩층을 포함할 수 있다. 하부 클래딩층은 기판(110) 상에 적층되고, 코어층은 하부 클래딩층 상에 적층되며, 상부 클래딩층은 코어층 상에 적층될 수 있다. 여기서, 코어층은 폴리머 재료로 이루어질 수 있다.

가변 파장 필터 소자(130)는 광도파로(131, 133, 135), 기울어진 브래그 격자(137) 및 마이크로히터(139)를 포함할 수 있다. 이 때 가변 파장 필터 소자(130)는 코어 및 클래딩층(120)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 광도파로(131, 133, 135) 및 기울어진 브래그 격자(137)는 코어층에 배치되고, 마이크로히터(139)는 상부 클래딩층에 배치될 수 있다. 광도파로(131, 133, 135)는 입력부(이하에서, 폭이 좁은 광도파로라는 용어와 혼용됨)(131), 모드 분리부(이하에서, 모드 분리 광도파로라는 용어와 혼용됨)(133) 및 출력부(이하에, 폭이 넓은 광도파로라는 용어와 혼용됨)(135)를 포함할 수 있다. 입력부(131)와 출력부(135)는 모드 분리부(133)로부터 분기되고, 입력부(131)의 폭은 출력부(135)의 폭 보다 좁을 수 있다. 이를 통해, 광도파로(131, 133, 135)는 비대칭 Y-분기 구조를 나타낼 수 있다. 기울어진 브래그 격자(137)는 모드 분리부(133)에 인접하여 배치될 수 있다. 마이크로히터(139)는 모드 분리부(133)를 사이에 두고, 기울어진 브래그 격자(137)의 맞은 편에 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 입력부(131)가 광을 입사시킬 수 있다. 그리고, 기울어진 브래그 격자(137)가 모드 분리부(133)와 함께, 입사된 광에 대해 기모드-우모드 결합을 발생시켜, 입사된 광의 적어도 일부를 반사시킬 수 있다. 이를 통해, 출력부(135)가 반사된 광을 출력할 수 있다.

일반적인 브래그 격자 광도파로 소자에서는, 필터링 된 파장신호는 광원이 연결된 입력포트로 되돌아온다. 이러한 반사 신호를 광검출기 방향으로 보내기 위해서는 외부 서큘레이터가 반드시 필요하게 된다. 외부 써큘레이터를 사용하지 않고 반사광을 다른 경로로 빼어낼 수 있도록 소자 구조를 개선하게 되면, 일 실시예에 따른 가변 파장 필터(100)와 같은 비대칭 Y-분기 구조의 광도파로(131, 133, 135)와 기울어진 브래그 격자(137)가 필요하게 된다.

일 실시예에 따르면, 폭이 좁은 광도파로(131)를 통해 입사된 광은 모드 분리 광도파로(133)를 통과하면서 서서히 모드 모양이 변화하는 모드 진화 과정을 겪게 된다. 폭이 좁은 광도파로(131)를 통하여 입사되어 모드 진화과정을 겪은 광은 기울어진 브래그 격자(137) 위에 제작된 이중 모드 광도파로(133)에서 기모드를 형성하게 되며, 이러한 기모드는 기울어진 브래그 격자(137)에 의해서 우모드 형태로 반사된다. 반사된 우모드는 모드 분리 광도파로(137)를 반대방향으로 통과하면서 다시 모드 진화과정을 겪게 되며 이번에는 입력 방향과 다른 폭이 넓은 광도파로(135) 쪽으로 진화하며 나아가게 된다. 이상의 과정은 이상적인 모드 변환 과정을 묘사하고 있으며, 광신호는 폭이 좁은 광도파로(131)의 모드, 기모드, 우모드 그리고 폭이 넓은 광도파로 모드를 거치며 진행하게 되는데, 해당 일련의 과정을 NOEW 모드 변환으로 정의한다.

그러나, 실제 제작된 소자에서는 비대칭 Y-분기 구조의 광도파로(131, 133, 135)에서 발생하는 누화현상과 기울어진 브래그 격자(137)에서 발생하는 우모드 간의 결합 반사로 인해 출력 스팩트럼에 비이상적인 파장 성분이 포함되어 나타난다. 이로 인해, 가변 파장 필터의 SMSR 값이 저하되고 인접채널 누화가 발생하게 된다.

도 2는 다른 실시예에 따라, 도 1에서 보인 가변 파장 필터 소자의 출력부를 광도파로 테이퍼를 통하여 두번째 가변 파장 필터 소자의 입력부와 연결하여 2단으로 구성되는 가변 파장 필터의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 다른 실시예에 따른 가변 파장 필터(200)는 기판(210), 코어 및 클래딩층(220), 제 1 가변 파장 필터 소자(230) 및 제 2 가변 파장 필터 소자(240)를 포함할 수 있다.

기판(210)은 가변 파장 필터(200)의 구성 요소들을 지지할 수 있다.

코어 및 클래딩층(220)은 기판(210) 상에 적층될 수 있다. 코어 및 클래딩층(220)은 하부 클래딩층, 코어층 및 상부 클래딩층을 포함할 수 있다. 하부 클래딩층은 기판(210) 상에 적층되고, 코어층은 하부 클래딩층 상에 적층되며, 상부 클래딩층은 코어층 상에 적층될 수 있다. 여기서, 코어층은 폴리머 재료로 이루어질 수 있다.

제 1 가변 파장 필터 소자(230)는 제 1 광도파로(231, 233, 235), 제 1 기울어진 브래그 격자(237) 및 제 1 마이크로히터(239)를 포함할 수 있다. 제 2 가변 파장 필터 소자(240)는 제 2 광도파로(241, 243, 245), 제 2 기울어진 브래그 격자(247) 및 제 2 마이크로히터(249)를 포함할 수 있다. 이 때 제 1 가변 파장 필터 소자(230) 및 제 2 가변 파장 필터 소자(240)는 는 코어 및 클래딩층(220)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제 1 광도파로(231, 233, 235), 제 1 기울어진 브래그 격자(237), 제 2 광도파로(241, 243, 245) 및 제 2 기울어진 브래그 격자(247)는 코어층에 배치되고, 제 1 마이크로히터(239) 및 제 2 마이크로히터(249)는 상부 클래딩층에 배치될 수 있다.

제 1 광도파로(231, 233, 235)는 제 1 입력부(이하에서, 제 1 폭이 좁은 광도파로라는 용어와 혼용됨)(231), 제 1 모드 분리부(이하에서, 제 1 모드 분리 광도파로라는 용어와 혼용됨)(233) 및 제 1 출력부(이하에, 제 1 폭이 넓은 광도파로라는 용어와 혼용됨)(235)를 포함할 수 있다. 제 1 입력부(231)와 제 1 출력부(235)는 제 1 모드 분리부(233)로부터 분기되고, 제 1 입력부(231)의 폭은 제 1 출력부(235)의 폭 보다 좁을 수 있다. 이를 통해, 제 1 광도파로(231, 233, 235)는 비대칭 Y-분기 구조를 나타낼 수 있다. 제 1 기울어진 브래그 격자(237)는 제 1 모드 분리부(233)에 인접하여 배치될 수 있다. 제 1 마이크로히터(239)는 제 1 모드 분리부(233)를 사이에 두고, 제 1 기울어진 브래그 격자(237)의 맞은 편에 배치될 수 있다.

제 2 광도파로(241, 243, 245)는 제 2 입력부(이하에서, 제 2 폭이 좁은 광도파로라는 용어와 혼용됨)(241), 제 2 모드 분리부(이하에서, 제 2 모드 분리 광도파로라는 용어와 혼용됨)(243) 및 제 2 출력부(이하에, 제 2 폭이 넓은 광도파로라는 용어와 혼용됨)(245)를 포함할 수 있다. 제 2 입력부(241)와 제 2 출력부(245)는 제 2 모드 분리부(243)로부터 분기되고, 제 2 입력부(241)는 제 1 출력부(235)에 연결될 수 있다. 그리고, 제 2 입력부(241)의 폭은 제 1 출력부(235)의 폭 보다 좁고, 제 2 출력부(245)의 폭 보다 좁을 수 있다. 이를 통해, 제 2 광도파로(241, 243, 245)는 비대칭 Y-분기 구조를 나타낼 수 있다. 제 2 기울어진 브래그 격자(247)는 제 2 모드 분리부(243)에 인접하여 배치될 수 있다. 제 2 마이크로히터(249)는 제 2 모드 분리부(243)를 사이에 두고, 제 2 기울어진 브래그 격자(247)의 맞은 편에 배치될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제 1 입력부(231)와 제 2 출력부(245)는, 코어층에서, 상호의 반대 방향으로 연장될 수 있다. 이 때 코어층에서, 코어층의 중심점을 통과하는 두 개의 축들이 정의될 수 있다. 바꿔 말하면, 코어층은 축들에 의해 형성되는 평면 상에 놓일 수 있다. 그리고, 코어층은 축들에 의해 네 개의 영역들로 구분될 수 있다. 이러한 경우, 제 1 모드 분리부(233)와 제 2 모드 분리부(243)는, 영역들 중 상호의 대각선 방향에 위치되는 어느 두 개에 각각 배치될 수 있다. 또한, 제 1 입력부(231)와 제 2 출력부(245)는, 코어층에서, 영역들 중 다른 두 개에서 각각 연장되어, 제 1 모드 분리부(233)와 제 2 모드 분리부(243)에 각각 연결될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제 1 입력부(231)가 광을 입사킬 수 있다. 그리고, 제 1 기울어진 브래그 격자(237)가 제 1 모드 분리부(233)와 함께, 입사된 광에 대해 기모드-우모드 결합을 발생시켜, 입사된 광의 적어도 일부를 반사시킬 수 있다. 이 후, 제 1 출력부(235)가 반사된 광을 제 2 입력부(241)로 출력하고, 이를 통해 제 2 입력부(241)가 제 1 출력부(235)로부터 출력된 광을 전달할 수 있다. 또한, 제 2 기울어진 브래그 격자(247)가 제 2 모드 분리부(243)와 함께, 전달된 광에 대해 기모드-우모드 결합을 발생시켜, 전달된 광의 적어도 일부를 추가로 반사시킬 수 있다. 이를 통해, 제 2 출력부(245)가 추가로 반사된 광을 출력할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같은 단일 가변 파장 필터 소자(130)에서 발생하는 문제점을 개선하기 위하여, 도 2에서 도시한 바와 같이 제 1 가변 파장 필터 소자(230)와 제 2 가변 파장 필터 소자(240)를 2단으로 연결하여 SMSR 을 향상시키고 인접채널 누화를 줄이는 것이 취지이다. 제 1 가변 파장 필터 소자(230)의 제 1 출력부(235)를 광도파로 테이퍼 구조를 통하여 제 2 가변 파장 필터 소자(240)의 제 2 입력부(241)와 연결시킴으로서 가변 파장 필터(200)의 성능을 개선할 수 있게 된다.

가변 파장 필터(200)의 폴리머 광도파로의 설계에서, 굴절률이 각각 1.455 및 1.430인 코어와 클래딩 재료가 사용된다. 굴절률의 큰 차이는 기울어진 브래그 격자(237, 247)에서 높은 반사율 및 작은 굽힘 반경을 얻는데 유리하다. 코어 두께가 2.5 μm이고 측면 코어 층 두께가 0.5 μm인 Rib 형 설계에서, 4 μm 미만의 폭은 도 3a에 도시된 바와 같이 단일 모드 조건을 만족시킨다. 기울어진 브래그 격자(237, 247)가 있는 모드 분리 광도파로(233, 243)는 우모드와 기모드 모두 지원할 수 있도록 8 μm의 폭을 갖는다. 모드 분리 광도파로(233, 243)에서, 모드 진화에 대한 누화는 빔 전파 방법을 사용하여 계산되며, 좁은 광도파로 폭과 넓은 광도파로 폭 비에 따라 달라지거나 분기 각도에 따라 변화한다. 분기각도가 0.3°이고 좁은 광도파로와 넓은 광도파로의 폭이 각각 4, 3 μm인 구조에서 -30 dB 미만의 누화를 확인하였다. 고차모드의 산란으로 인해 각도가 증가함에 따라 누화가 증가하는 양상을 보인다.

기울어진 브래그 격자(237, 247)의 반사 스펙트럼은 전송매트릭스 방법을 사용하여 계산될 수 있다. 기울어진 브래그 격자(237, 247)의 단위 요소의 반사율은 상이한 모드 분포를 갖는 모드들 사이의 모드 중첩 적분을 고려함으로써 계산된다. 모드 분리 광도파로(233, 243)의 누화 효과를 포함하기 위해 이상적인 NOEW(ideal Narrow-odd-even-wide)및 NEEW 모드 변환(spurious Narrow-even-even-wide)으로 생성된 반사 전력이 추가되어 최종 반사 스펙트럼을 찾는다. 이외에 영향이 적은 NOOW 모드 및 NEOW 모드 변환의 영향은 고려되지 않는다. 코어 두께가 3.0 μm이고 격자의 두께 변조가 0.2 μm인 경우 유효지수는 0.0008로 변조된다. 5 mm 길이의 기울어진 브래그 격자(237, 247)로부터의 반사 스펙트럼은 도 3b에 도시된 바와 같이 얻을 수 있다. 단일 반사 기울어진 브래그 격자(137)와 비교하여, 2단 반사 기울어진 브래그 격자(237, 247)는 크게 향상된 SMSR, 훨씬 좁은 대역폭 및 낮은 인접 채널 누화를 제공합니다. 2단 반사 기울어진 브래그 격자(237, 247)의 반사율은 도 3c와 같이 단일 반사 기울어진 브래그 격자(137)의 반사율과 비교할 수 있다. 2단 반사 기울어진 브래그 격자(237, 247)는 단일 반사 스펙트럼의 제곱값이기 때문에 단일 반사 기울어진 브래그 격자(137)와 비교해 반사율이 낮다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 2단 반사 기울어진 브래그 격자(237, 247)의 격자 변조 깊이 및 격자 길이를 증가시킬 필요가 있다. 2단 반사 기울어진 브래그 격자(237, 247)의 반사율이 증가될 때, 더 높은 반사율을 달성하기 위해, 반사 스펙트럼의 대역폭은 도 3d에 도시된 바와 같이 영향을 받는다. 그러나, 2단 반사 기울어진 브래그 격자(237, 247)는 반사율이 100 %에 도달하더라도 20 dB 대역폭을 1.6 nm 이하로 생성할 수 있다. 따라서, 0.8 nm의 채널 간격을 갖는 인접채널로의 누화는 -20 dB 미만으로 유지될 수 있다.

가변 파장 필터(200)의 제작을 위해 코어 및 클래딩 층(220)으로서, ChemOptics Co.의 ZPU를 사용하였으며 각 굴절률은 1.455와 1.430이었다. 제작 공정 순서는 도 4에 도시된 바와 같이 진행된다. 실리콘 기판(210) 상의 잔여 표면 산화물을 제거한 후 하부 클래딩 물질인 ZPU 13-430 물질을 스핀 코팅한다. 클래딩 층 코팅 전, O2 plasma 처리를 5초간 하고 ZAP 1020을 코팅하여 실리콘 웨이퍼와 ZPU 폴리머 간 접착을 개선시킨다. 코팅된 ZPU 물질은 질소 챔버에서 자외선 경화한 후 137

의 핫플레이트 상에서 60 분동안 하드 베이킹 하였으며, 두께는 8.4 μm가 되었다. 제 1 기울어진 브래그 격자(237) 및 제 2 기울어진 브래그 격자(247) 제작을 위해, He-Cd laser 광원을 이용한 holographic interference 방법을 사용한다. 패턴 형성을 위해AZ MIR 703포토레지스트를 사용하였고 400 nm 정도의 얇은 두께를 확보하기 위해 PGMEA를 일정 비율 섞은 후 4000 rpm의 속도로 스핀코팅한다. 좀 더넓은 격자 영역을 확보하기 위해 확장되어 콜리메이션된 레이저빔을 일정 영역에 조사후, 샘플을 좌측으로 이동시켜 한번 더 조사한다. 이때 조사되는 영역간 중첩을 막기 위해` 쉐도우 마스크를 사용하여 조사될 수 있는 영역을 한정한다. 제 1 기울어진 브래그 격자(237) 및 제 2 기울어진 브래그 격자(247)는 도 5a와 같이 넓은 영역에 걸쳐 패터닝 되었으며, 도 5b의 SEM 이미지와 같이 주기가 538 nm이고 높이가 400 nm인 형상이 되었다. 제 1 기울어진 브래그 격자(237) 및 제 2 기울어진 브래그 격자(247)를 하부 클래딩층으로 전사시키기 위해, O2 plasma를 사용하여 15 초간 건식 식각하였고 도 5(c와 같이 236 nm 깊이로 식각 되었다. 제 1 기울어진 브래그 격자(237) 및 제 2 기울어진 브래그 격자(247)가 형성된 하부 클래딩층 위에 코어물질인 ZPU 13-455를 스핀코팅한 후 코어층 폴리머를 전면 에칭하여 코어 두께를 2.5 μm까지 줄이게 되었다. 광도파로 패터닝을 위해 AZ 5213를 4000 rpm의 속도로 스핀코팅한 후 MA6 mask aligner를 이용하여 UV조사하였다. 이때 제 1 광도파로(231, 233, 235)와 제 1 기울어진 브래그 격자(237), 및 제 2 광도파로(241, 243, 245)와 제 2 기울어진 브래그 격자(247)는 86.3°의 각도를 가지게 되며 하부 클래딩층 코팅 이전에 SU-8 물질로 미리 패터닝된 정렬 키패턴을 이용하여 정렬되었다. 제 1 광도파로(231, 233, 235) 와 제 2 광도파로(241, 243, 245)를 포함한 코어층은 ICP 내부에서3 분간 건식 식각 되어, 제 1 광도파로(231, 233, 235) 와 제 2 광도파로(241, 243, 245)의 두께가 2.5 μm, 남겨진 코어층의 두께가 0.5 μm인 립형태의 제 1 광도파로(231, 233, 235) 와 제 2 광도파로(241, 243, 245)를 형성하게 된다. 하부 클래딩 층과 같은 물질이 한번 더 코팅되어 총 두께는 17 μm가 되었으며, UV경화된 상부 클래딩 층 위에Cr-Au 진공 열 증착과 포토리소그라피를 통해 10-100 nm 두께의 제 1 마이크로히터(239)와 제 2 마이크로 히터(249)가 제작되었다. 마지막으로 샘플을 다이싱한 후 단면 폴리싱을 하여 광섬유와 연결할 준비를 마친다.

제작이 완료된 가변 파장 필터(200)의 특성 확인을 위해, 도 6a와 같은 측정 셋업을 구성하였다. 중심파장이 1550 nm이고 3-dB 대역폭이 60 nm인 SLED 광원으로부터 출력된 광이 편광조절기를 통과하면서 TE편광으로 맞추어 지고 제 1 가변 파장 필터 소자(230)의 폭이 좁은 광도파로(231)로 입사된다. 입사된 광 중 제 1 기울어진 브래그 격자(237)의 기모드-우모드 결합에 의한 반사광만이 제 1 기울어진 브래그 격자(237)와 제 2 기울어진 브래그 격자(247)를 거쳐, 제 2 가변 파장 필터 소자(240)의 폭이 넓은 광도파로(245)를 거쳐서 출력된다. 이를 기반으로, OSA를 통하여 측정한 결과를 도 6b에서 보이고 있다. 측정된 반사 광의 중심파장은 1528.3 nm이고 3-dB 대역폭은 0.3 nm, 20-dB 대역폭은 1.1 nm로 확인되었다. 삽입손실은 5.5 dB로 측정되었으며 SMSR은 35 dB로 확인되었다. 제작된 가변 파장 필터(200)에서 두개의 기울어진 브래그 격자(237, 247)는 8.7 mm 정도 떨어진 위치에 제작이 되므로 격자의 반사파장이 서로 다르게 나타날 수 있다. 이를 확인하기 위하여 제 1 입력부(231)와 제 2 출력부(245)가 아닌 도 6a에서 표현된 Port A와 Port B를 통하여 반사되어 돌아오는 빛의 스펙트럼을 측정하여 도 6c의 결과를 얻었다. Port A, B는 이중모드 광도파로 이므로 광섬유를 정렬시키는 조건에 따라 우모드 또는 기모드를 dominant 하게 입사시킬 수 있게 된다. 광섬유를 가변 파장 필터(200)의 중심에서 좌우로 옮겨가면서 반사광 피크값이 가장 크게 나타나는 상태를 맞추어 주었으며, 이 경우에 기모드-우모드 결합 효율이 가장 높게 되었다. Port A와 Port B에 각각 광을 입사하였을 때 반사광의 중심파장은 1528.6 nm와 1528.0 nm로서 0.6 nm정도의 차이를 보였다. 브래그 반사 파장의 차이값을 상쇄시키기 위하여 제 1 기울어진 브래그 격자(237)의 제 1 마이크로히터(239)에 12.6 mW의 전력을 초기에 바이어스 값으로 제 2 기울어진 브래그 격자(247)의 반사 파장과 일치시켰다. 그 결과 제 1 가변 파장 필터 소자(230)와 제 2 가변 파장 필터 소자(240)를 거친 출력 스펙트럼은 도 6d 와 같이 나타났으며 삽입손실은 3.4 dB 로 줄어 들었고 대역폭의 경우 0.5 dB는 0.28 nm, 3-dB는 0.5 nm, 20-dB는 1 nm로 나타났다. 초기 바이어스 전력을 유지한 채, 두개의 제 1 마이크로히터(239)와 제 2 마이크로히터(249)에 15.8 mW씩 단계적으로 추가 전력을 올려가면서 반사파장이 가변되는 것을 도 7a와 같이 측정하였다. 206 mW의 전력 인가 시 11 nm의 파장가변과 -27.6 dB의 인접채널 누화가 확인되었다. ZPU 폴리머의 TO 계수는 -1.8Х10-4이며 11 nm 파장 가변을 얻기 위한 광도파로 중심부의 온도변화는 56.8° 가 된다. 반사 파장의 피크 위치를 인가 전력에 대하여 그린 결과가 도 7b와 같으며 파장가변 효율은 54 nm/W 로 나왔다. 히터 전력이 증가함에 따라 반사 픽이 점진적으로 감소하며 대역폭이 확장되는 부분이 관찰되는데, 이는 제 1 광도파로(231, 233, 235)와 제 2 광도파로(241, 243, 245) 상부에 위치한 제 1 마이크로히터(239)와 제 2 마이크로히터(249)에서 발생한 온도변화값이 기판을 향하여 서서히 줄어들면서 제 1 광도파로(231, 233, 235)와 제 2 광도파로(241, 243, 245)의 굴절률 분포가 비대칭적으로 형성되며 이로 인해 도파모드의 방사가 발생하기 때문이다. 이러한 문제는 제 1 마이크로히터(239)와 제 2 마이크로히터(249)를 제 1 광도파로(231, 233, 235)와 제 2 광도파로(241, 243, 245) 하단부에 각각 형성하여 온도분포의 균일도를 향상시키면 해결될 수 있다. 하부전극과 트렌치 구조를 이용하면 파장가변효율 또한 매우 크게 향상시킬 수 있다. 특히 우모드에 비해 기모드는 광 구속력이 약하기 때문에 방사현상이 쉽게 나타날 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 가변 파장 필터(200)는, 제 1 모드 분리부(233) 및 제 1 모드 분리부(233)로부터 분기된 제 1 입력부(231)와 제 1 출력부(235)를 포함하는 제 1 광도파로(231, 233, 235)를 포함하는 제 1 가변 파장 필터 소자(230), 및 제 2 모드 분리부(243) 및 제 2 모드 분리부(243)로부터 분기된 제 2 입력부(241)와 제 2 출력부(245)를 포함하고, 제 2 입력부(241)가 제 1 출력부(235)에 연결된 제 2 광도파로(241, 243, 245)를 포함하는 제 2 가변 파장 필터 소자(240)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 가변 파장 필터 소자(230)는, 제 1 모드 분리부(233)에 인접하여 배치되는 제 1 기울어진 브래그 격자(237)를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제 2 가변 파장 필터 소자(240)는, 제 2 모드 분리부(243)에 인접하여 배치되는 제 2 기울어진 브래그 격자(247)를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 가변 파장 필터(200)는, 기판, 기판 상에 형성되는 하부 클래딩층, 하부 클래딩층 상에 형성되고, 폴리머 재료로 이루어지며, 제 1 가변 파장 필터 소자(230)와 제 2 가변 필터 소자(240)가 형성되는 코어층, 및 코어층 상에 형성되는 상부 클래딩층을 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 입력부(231)와 제 2 출력부(245)는, 코어층에서, 상호의 반대 방향으로 연장될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 모드 분리부(233)와 제 2 모드 분리부(243)는, 코어층에서, 코어층의 중심점을 통과하는 두 개의 축들에 의해 영역들 중 상호의 대각선 방향에 위치되는 어느 두 개에 각각 배치될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 입력부(231)와 제 2 출력부(245)는, 코어층에서, 영역들 중 다른 두 개에서 각각 연장되어, 제 1 모드 분리부(233)와 제 2 모드 분리부(243)에 각각 연결될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 가변 파장 필터 소자(230)는, 제 1 모드 분리부(233)를 사이에 두고, 제 1 기울어진 브래그 격자(237)의 맞은 편에 배치되고, 제 1 기울어진 브래그 격자(237)에 의한 반사 파장을 가변시키기 위한 제 1 마이크로히터(239)를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제 2 가변 파장 필터 소자(240)는, 제 2 모드 분리부(243)를 사이에 두고, 제 2 기울어진 브래그 격자(247)의 맞은 편에 배치되고, 제 2 기울어진 브래그 격자(247)에 의한 반사 파장을 가변시키기 위한 제 2 마이크로히터(249)를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 출력부(235)와 제 2 입력부(241)는 테이퍼 구조로 연결될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 입력부(231)의 폭은, 제 1 출력부(235)의 폭 보다 좁고, 제 2 입력부(241)의 폭은, 제 1 출력부(235)의 폭 보다 좁고, 제 2 출력부(245)의 폭 보다 좁을 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 가변 파장 필터 소자(230)에서, 제 1 입력부(231)는, 광을 입사시키고, 제 1 기울어진 브래그 격자(237)는, 입사된 광에 대해 기모드(odd mode)-우모드(even mode) 결합을 발생시켜, 입사된 광의 적어도 일부를 반사시키고, 제 1 출력부(235)는, 반사된 광을 제 2 가변 파장 필터 소자(240)로 출력할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제 2 가변 파장 필터 소자(240)에서, 제 2 입력부(241)는, 제 1 출력부(235)로부터 출력된 광을 전달하고, 제 2 기울어진 브래그 격자(247)는, 전달된 광에 대해 기모드-우모드 결합을 발생시켜, 전달된 광의 적어도 일부를 추가로 반사시키고, 제 2 출력부(245)는, 추가로 반사된 광을 출력할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 가변 파장 필터(200)는, 코어층 상에 적층되고, 코어층의 굴절률 보다 작은 굴절률로 형성되는 클래딩층을 더 포함할 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성 요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성 요소를 다른 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성 요소가 다른(예: 제 2) 구성 요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소가 상기 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성 요소(예: 제 3 구성 요소)를 통하여 연결될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 기술한 구성 요소들의 각각의 구성 요소는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성 요소들 중 하나 이상의 구성 요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성 요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성 요소들은 하나의 구성 요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성 요소는 복수의 구성 요소들 각각의 구성 요소의 하나 이상의 기능들을 통합 이전에 복수의 구성 요소들 중 해당 구성 요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다.

Claims

가변 파장 필터에 있어서,
기판;
상기 기판 상에 배치되고, 제 1 모드 분리부 및 상기 제 1 모드 분리부로부터 분기된 제 1 입력부와 제 1 출력부를 포함하는 제 1 광도파로를 포함하는 제 1 가변 파장 필터 소자; 및
상기 기판 상에 배치되고, 제 2 모드 분리부 및 상기 제 2 모드 분리부로부터 분기된 제 2 입력부와 제 2 출력부를 포함하고, 상기 제 2 입력부가 상기 제 1 출력부에 연결된 제 2 광도파로를 포함하는 제 2 가변 파장 필터 소자를 포함하고,
상기 제 1 가변 파장 필터 소자는,
상기 제 1 모드 분리부에 인접하여 배치되는 제 1 기울어진 브래그 격자를 더 포함하고,
상기 제 2 가변 파장 필터 소자는,
상기 제 2 모드 분리부에 인접하여 배치되는 제 2 기울어진 브래그 격자를 더 포함하고,
상기 제 1 모드 분리부와 상기 제 2 모드 분리부는,
상기 기판의 마주보는 가장자리들에 각각 인접하도록 배치되고, 상기 제 1 출력부와 상기 제 2 입력부의 연결을 위해 상호의 대각선 방향에 위치되고,
상기 제 1 입력부와 상기 제 2 출력부는 상기 기판의 상이한 가장자리들로 각각 연장되고,
상기 제 1 입력부의 폭은,
상기 제 1 출력부의 폭 보다 좁고,
상기 제 2 입력부의 폭은,
상기 제 1 출력부의 폭 보다 좁고, 상기 제 2 출력부의 폭 보다 좁은, 가변 파장 필터.
제 1 항에 있어서,
상기 기판 상에 형성되는 하부 클래딩층;
상기 하부 클래딩층 상에 형성되고, 폴리머 재료로 이루어지며, 상기 제 1 가변 파장 필터 소자와 상기 제 2 가변 필터 소자가 형성되는 코어층; 및
상기 코어층 상에 형성되는 상부 클래딩층을 더 포함하는 가변 파장 필터.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 입력부와 상기 제 2 출력부는,
상기 코어층에서, 상호의 반대 방향으로 연장되는 가변 파장 필터.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가변 파장 필터 소자는,
상기 제 1 모드 분리부를 사이에 두고, 상기 제 1 기울어진 브래그 격자의 맞은 편에 배치되고, 상기 제 1 기울어진 브래그 격자에 의한 반사 파장을 가변시키기 위한 제 1 마이크로히터를 더 포함하고,
상기 제 2 가변 파장 필터 소자는,
상기 제 2 모드 분리부를 사이에 두고, 상기 제 2 기울어진 브래그 격자의 맞은 편에 배치되고, 상기 제 2 기울어진 브래그 격자에 의한 반사 파장을 가변시키기 위한 제 2 마이크로히터를 더 포함하는 가변 파장 필터.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 출력부와 상기 2 입력부는,
테이퍼 구조로 연결된 가변 파장 필터.
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