KR102664404B1 - 제조과정에서 발생된 위상오차를 보정하기 위한 부재를 포함하는 광 위상배열장치 및 이를 이용한 위상보정방법 - Google Patents

제조과정에서 발생된 위상오차를 보정하기 위한 부재를 포함하는 광 위상배열장치 및 이를 이용한 위상보정방법 Download PDF

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Abstract

제조과정에서 발생된 위상오차를 보정하기 위한 부재를 포함하는 광 위상배열장치 및 이를 이용한 위상보정방법에 관해 개시되어 있다. 개시된 OPA는 광 주입부와, 상기 광 주입부에 연결된 제1 분할기와, 상기 제1 분할기에 연결된 제1 위상 시프터와, 상기 제1 분할기에 연결되고, 일부는 상기 제1 위상 시프터를 경유하여 상기 제1 분할기에 연결된 복수의 채널과, 상기 복수의 채널과 연결된 안테나 어레이와, 상기 복수의 채널 각각에 구비된 단일모드필터와, 상기 제1 분할기에 연결된 것으로, 상기 안테나 어레이에 조사된 광의 일부를 검출하기 위해 구비된 제1 광 검출기를 포함한다.

Description

제조과정에서 발생된 위상오차를 보정하기 위한 부재를 포함하는 광 위상배열장치 및 이를 이용한 위상보정방법{Optical phased arrays including a member to correct phase error generated in manufacturing processes and method of correcting phase using the same}
본 개시는 광 위상배열장치에 관련된 것으로써, 보다 자세하게는 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 광 위상배열장치 및 이를 이용한 위상보정방법에 대한 것이다.
위상배열(phased array) 장치는 위상이 조절된 전자기파를 방사하는 다수의 구성요소들로 이루어진다. 위상배열장치는 상기 구성요소들 간의 위상차를 적절히 조절하여 상쇄 및 보강 간섭현상을 일으켜서 전자기파의 방사각을 원하는 방향으로 조절할 수 있는 장치이다.
광학위상배열(Optical Phased Array, OPA)은 방사되는 전자기파의 파장이 수um 이하로 짧은 경우, 즉 광신호에 대해 동작하는 위상배열을 의미한다. OPA는 기계적인 움직임이 없이, 전기적인 신호로만 광신호의 방사각을 조절할 수 있어 고속, 고신뢰성의 빔 스티어링(beam steering)을 구현할 수 있다. OPA는 자율 주행용 LiDAR(LIght Detection And Ranging)에 활용될 수도 있다.
OPA는 여러 방법으로 제작될 수 있다. 예를 들면, OPA는 반도체 공정을 이용하여 실리콘 또는 실리콘 산화물(SiO2) 기판에 OPA를 구성하는 부재들을 집적된 형태로 형성될 수 있다. 이러한 형태로 형성된 OPA를 OPA 칩(chip)이라 한다.
OPA는 광원이 있고, 광은 광 분할기(splitter)를 통해 N개의 채널로 분기된다. 상기 광원은 OPA 칩에 내장될 수도 있고, OPA 칩 외부로부터 광섬유(fiber) 등을 통해 입력될 수도 있다. 분기된 각 채널은 위상 시프터(phase shifter) 및 안테나(antenna)로 구성된다. 위상 시프터는 N개 채널에 각기 서로 다른 위상차를 준다. 각 채널에서 서로 다른 위상을 가지고 나오는 광신호는 안테나 어레이(antenna array)를 통해 간섭되어 방향성을 갖는 하나의 빔(beam)이 된다. 빔이 방사되는 방향은 각 채널 간 위상차 조건에 따라 달라질 수 있다.
OPA 위상 보정을 상대적으로 간단하게 수행할 수 있게 하는 OPA를 제공한다.
OPA 위상 보정을 상대적으로 신속히 진행할 수 있게 하는 OPA를 제공한다.
OPA 위상 보정에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 OPA를 제공한다.
이러한 OPA를 이용하여 신속하고 신뢰성이 높은 위상보정을 수행하는 OPA 위상 보정 방법을 제공한다.
일 실시예에 의한 OPA는 광 주입부와, 상기 광 주입부에 연결된 제1 분할기와, 상기 제1 분할기에 연결된 제1 위상 시프터와, 상기 제1 분할기에 연결되고, 일부는 상기 제1 위상 시프터를 경유하여 상기 제1 분할기에 연결된 복수의 채널과, 상기 복수의 채널과 연결된 안테나 어레이와, 상기 복수의 채널 각각에 구비된 단일모드필터 및 상기 제1 분할기에 연결된 것으로, 상기 안테나 어레이에 조사된 광의 일부를 검출하기 위해 구비된 제1 광 검출기를 포함한다.
상기 제1 분할기와 상기 복수의 채널 사이에 배치된 복수의 분할기; 및 상기 복수의 분할기에 연결된 복수의 광 검출기를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 분할기 사이에 복수의 위상 시프터가 배치될 수 있다.
상기 제1 분할기는 광이 출입될 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로와 상기 제1 광 검출기가 연결되고, 다른 일측에 상기 제1 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며, 상기 분기되는 2개의 도파로 중 하나에 상기 제1 위상 시프터가 배치될 수 있다.
상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로와 1개의 광 검출기가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결될 수 있다.
상기 제1 광 검출기는 도파로 양측에 하나씩 배치된 제1 수광소자와 제2 수광소자를 포함할 수 있다.
상기 일측에 연결된 1개의 광 검출기는 상기 1개의 도파로 양측에 하나씩 배치된 제1 수광소자와 제2 수광소자를 포함할 수 있다.
상기 복수의 광 검출기는 상기 안테나 어레이에 조사된 광이 상기 복수의 채널을 거쳐 상기 복수의 분할기를 통과하면서 도파로에서 이탈되는 광을 수광하는 위치에 마련될 수 있다.
상기 단일모드필터는 채널의 일부로써, 제1 폭을 갖는 제1 구간과, 제2 폭을 갖는 제2 구간과, 제3 폭을 갖는 제3 구간을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 폭은 서로 다를 수 있다.
상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로와 1개의 광 검출기가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며, 상기 복수의 위상 시프터는 각각 상기 복수의 분할기의 각각의 상기 분기되는 2개의 도파로 중 하나에 마련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광 주입부와 상기 안테나 어레이 사이에서 위상 시프터와 분할기는 동수로 배치되어 있거나 상기 위상 시프터가 상기 분할기보다 더 많이 배치될 수 있다. 상기 위상 시프터가 상기 분할기보다 더 많이 배치된 경우, 상기 위상 시프터는 상기 제1 분할기와 상기 안테나 어레이 사이의 모든 도파로와 모든 채널에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 위상 시프터와 상기 복수의 위상 시프터 각각의 둘레에 열 차폐수단이 구비될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며, 상기 일측에 연결된 1개의 도파로 옆에 탭 커플러가 마련될 수 있다.
일 실시예에 의한 OPA는 광 수신기와, 상기 광 수신기에 연결된 제1 분할기와, 상기 제1 분할기에 연결된 제1 위상 시프터와, 상기 제1 분할기에 연결되고, 일부는 상기 제1 위상 시프터를 경유하여 상기 제1 분할기에 연결된 복수의 채널과, 상기 복수의 채널과 연결된 안테나 어레이 및 상기 복수의 채널 각각에 구비된 단일모드필터를 포함한다.
상기 제1 분할기와 상기 복수의 채널 사이에 배치된 복수의 분할기와, 상기 복수의 분할기에 연결된 복수의 광 검출기를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 분할기는 광이 출입될 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로가 연결되고, 다른 일측에 상기 제1 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며, 상기 분기되는 2개의 도파로 중 하나에 상기 제1 위상 시프터가 배치될 수 있다.
상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로와 1개의 광 검출기가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결될 수 있다. 상기 일측에 연결된 1개의 광 검출기는 상기 1개의 도파로 양측에 하나씩 배치된 제1 수광소자와 제2 수광소자를 포함할 수 있다.
상기 복수의 광 검출기는 상기 안테나 어레이에 조사된 광이 상기 복수의 채널을 거쳐 상기 복수의 분할기를 통과하면서 도파로에서 이탈되는 광을 수광하는 위치에 마련될 수 있다.
상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로와 1개의 광 검출기가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며, 상기 복수의 위상 시프터는 각각 상기 복수의 분할기의 각각의 상기 분기되는 2개의 도파로 중 하나에 마련될 수 있다.
상기 광 수신기와 상기 안테나 어레이 사이에서 위상 시프터와 분할기는 동수로 배치되어 있거나 상기 위상 시프터가 상기 분할기보다 더 많이 배치될 수 있다. 상기 위상 시프터가 상기 분할기보다 더 많이 배치된 경우, 상기 위상 시프터는 상기 제1 분할기와 상기 안테나 어레이 사이의 모든 도파로와 모든 채널에 배치될 수 있다.
상기 제1 위상 시프터와 상기 복수의 위상 시프터 각각의 둘레에 열 차폐수단이 구비될 수 있다.
상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며, 상기 일측에 연결된 1개의 도파로 옆에 탭 커플러가 마련될 수 있다.
일 실시예에 의한 OPA의 위상오차 보정방법은 OPA 외부로부터 상기 OPA의 안테나 어레이에 광을 조사하는 과정을 포함한다.
상기 안테나 어레이로부터 도파로를 따라 제1 거리에 있는 제1 위치에서 상기 조사된 광의 적어도 일부에 대응하는 전기신호를 측정하는 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 측정된 전기신호에 기초하여 위상 보정값을 산출하는 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 산출된 위상 보정값을 상기 OPA에 인가하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 전기신호를 측정하는 과정은 상기 OPA에 포함된 복수의 채널에 대해 동시에 실시할 수 있다. 상기 전기신호를 측정하는 과정은 상기 조사된 광이 전달되는 이웃한 2개의 채널의 위상차에 기인하여 상기 제1 위치에서 상기 채널을 벗어나는 광에 대한 전기신호를 측정하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 전기신호를 측정하는 과정은 상기 적어도 일부의 광을 수광할 수 있도록 상기 제1 위치에 배치된 광 검출기로부터 방출되는 전기신호를 측정할 수 있다.
상기 제1 위치에서 위상보정이 완료된 후, 상기 OPA가 정상적으로 동작될 때, 광이 주입되는 광 주입부와 상기 제1 위치 사이에 있는 제2 위치에서 상기 과정들을 반복할 수 있다.
상기 광 검출기는 상기 제1 위치에 배치된 분할기에 연결된 제1 수광소자와 제2 수광소자를 포함할 수 있다. 상기 광 검출기는 상기 도파로 옆에 배치된 탭 커플러를 포함할 수 있다.
상기 제2 위치에서 전기신호를 측정할 때, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에 마련된 복수의 채널에 대해 동시에 실시할 수 있다.
상기 제2 위치에서 위상보정이 완료된 후, 상기 광 주입부와 상기 제2 위치 사이에 있는 제3 위치에서 상기 과정들을 반복할 수 있다.
기존의 OPA 위상보정방법과 전혀 다른 개념의 위상보정방법이 이용된다. 곧, OPA 안테나 어레이에 위상 보정을 위한 광을 주입하여 OPA가 정상적으로 동작될 때 광이 진행하는 방향의 역방향으로 광을 진행시킨다. OPA에 포함된 광 분할기에는 메인 광 도파로 외에 사이드 경로의 개념으로 수광소자가 연결되어 있다. 채널을 통해 역방향으로 전달되는 광 사이에 위상차가 있는 경우, 상기 광 분할기에 연결된 수광소자에 상기 위상차에 상응하는 광신호가 수신된다. 이렇게 수신된 광신호는 광전변환에 의해 전기신호로 변환되어 신호처리부와 위상 튜닝부를 거치고, 최종적으로 상기 위상차를 보정하기 위한 전기신호값이 생성되며, 이 전기신호값이 위상 시프터에 인가되어 위상 보정이 이루어진다. 이러한 일련의 과정은 OPA에 역방향으로 광을 주입하여 채널의 위상차에 대한 정보를 갖는 광신호를 측정하여 이를 바탕으로 위상 보정을 수행하는 것으로 요약할 수 있다. 이러한 보정방법은 기존에 카메라를 이용하여 이미지를 촬영하여 비교 분석하는 위상 보정과정에 비해 과정이 단순하고, 이미지를 촬영하는 것이 아니라 단순히 위상차에 상응하여 발생되는 광신호를 측정하는 것이므로, 시간도 단축할 수 있고, 비용도 줄일 수 있다.
또한, 위상 시프터를 이용하여 채널의 위상을 세밀하게 조정함으로써, 상기 측정되는 광신호의 세기도 세밀하게 조절될 수 있는 바, 결과적으로 세밀한 위상보정이 가능하여 보다 정확하고 신뢰성 있는 위상보정을 구현할 수 있다. 이러한 과정을 통해서 각 채널의 위상조정을 위해 위상 시프터에 인가해야 하는 전기신호값에 대한 데이터를 획득할 수 있고, 이렇게 획득된 데이터는 위상 보정이 완료된 OPA를 정상적으로 동작시킬 때, 빔을 원하는 방향으로 방사하기 위한 각 채널의 위상조절에 사용될 수 있다.
또한, 하기 [발명을 실시하기 위한 구체적인 내용]에 예시된 OPA는 그 제조과정에서 발생된 위상오차에 대한 보정외에도 다양한 원인으로 OPA에 나타나는 위상오차를 보정하는데 사용될 수도 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 OPA 제조과정에서 발생되는 위상오차에 대한 보정방법의 개념을 나타낸 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 OPA 제조과정에서 발생되는 위상오차에 대한 보정방법을 단계별로 나타낸 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 제1 OPA(Optical Phased Array)를 나타낸 평면도이다.
도 4는 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 광 위상배열장치의 3×2 광 분할기에서 2개의 입력채널을 통해 전달되는 광의 위상차에 대한 메인 경로로 출력되는 광신호 세기와 사이드 경로로 출력되는 광신호 세기의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 제2 OPA를 나타낸 평면도이다.
도 6은 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 제3 OPA를 나타낸 평면도이다.
도 7은 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 제4 OPA를 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7을 8-8' 방향으로 절개한 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 제5 OPA를 나타낸 평면도이다.
도 10은 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 OPA에 포함된 단일모드필터에 대한 일 예를 나타낸 평면도이다.
이상적인 OPA 칩에서는 모든 채널의 도파로 길이를 일치시키고, 위상 시프터에 전압을 가하지 않으면, 즉 위상 변조를 일으키지 않으면, 안테나 어레이에서 나오는 빔은 도파로 진행방향과 평행한 방향으로 모여 방사된다.
그러나, 실제 제조된 OPA에서 도파로들의 폭은 진행방향을 따라 수nm 이내의 오차를 갖는다. 따라서 실제 제조된 OPA의 도파로들의 광 경로와 그 설계값 사이에는 오차가 존재한다.
통상적으로 도파로의 길이가 수백 ㎛ 이상이 되면, 공정오차로 인한 위상변화는 0~2π 범위 내에서 랜덤(random)하게 되어 예측이 어려워진다. 결과적으로, 설계 단계에서 모든 채널의 길이를 일치시키더라도, 제조과정에서 발생되는 공정오차로 인해 빔이 한 방향으로 모이지 않게 된다. 그래서 원하는 방사각으로 빔을 방사하기 위한 N개의 위상 시프터의 구동조건을 찾아야 하는데, 기존의 방식인 카메라를 통해 빔 모양을 관찰한 다음, 위상 시프터 구동조건을 변화시키는 방법의 경우, 대당 수천 만원대의 고가의 적외선 카메라가 사용된다.
또한, 기존의 방식의 경우, OPA 칩의 각 채널의 위상 시프터를 개별적으로 제어하여 출력되는 빔 모양을 최적화하는데, 위상 시프터의 수가 증가하면서(예, 수십 개 혹은 수백 개 이상) 보정시간도 기하 급수적으로 증가하는 문제가 있다.
개시되는 OPA 위상보정방법은 적어도 이러한 문제들을 개선하거나 해소하기 위한 것으로, 카메라가 사용되지 않으며, 단순히 OPA 칩에서 광이 방출되는 부분에 광을 주입하고, OPA 칩으로부터 발생되는 전기신호를 측정하여 OPA 제조과정에서 발생된 위상오차를 보정한다.
이하, 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 광 위상 배열장치 및 이를 이용한 위상보정방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시될 수 있다.
먼저, 일 실시예에 의한 OPA 제조과정에서 발생되는 위상오차에 대한 보정방법의 개념에 대해 살펴본다.
도 1에 도시한 바와 같이, OPA 칩(100)의 광 위상배열영역(140)의 안테나 영역(150)에 주어진 입사각으로 광을 조사하거나 주입한다. 안테나 영역(150)은 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 안테나 영역(150)에 주입된 광(L1)은 위상오차 보정이 완료된 OPA 칩(100)이 정상동작 할 때에 광이 전달되는 방향과 반대 방향으로 광 위상배열영역(140) 내의 광 도파로(채널)들을 따라 전달된다. 광(L1)이 광 위상배열영역(140)의 도파로들 중 제조과정에서 발생된 위상오차가 존재하는 도파로들을 통해 전달될 때는 위상차로 인해 해당 도파로들이 만나는 영역에서 일부 광이 밖으로 방출될 수 있다. 밖으로 방출된 광은 광전변환이 가능한 광 검출기에 검출된다. 상기 광 검출기는, 예를 들면 포토다이오드이거나 포토다이오드를 포함할 수 있다. 상기 광 검출기로부터 상기 검출된 광에 대응하는 전기신호(ES1)가 발생된다. 곧, 상기 위상오차에 대응하는 광전변환 신호가 OPA 칩(100)으로부터 발생된다. 상기 광전변환 신호에 해당하는 전기신호(ES1)는 OPA 칩(100)에 연결된 신호 처리부(110)에 전달된다. 신호 처리부(110)는 전기신호(ES1)에 기초하여 상기 위상 오차를 제거하는데 필요한 위상 보정수치를 산출하고, 상기 위상 보정수치에 해당하는 신호(ES2)를 위상 튜닝부(120)에 전달한다. 위상 튜닝부(120)는 전달된 위상 보정수치에 해당하는 신호(ES2)에 따라 OPA 칩(100)에 위상 보정값(ES3)을 전달한다. 위상 튜닝부(120)에서 전달된 위상 보정값(ES3)에 의해 광 위상 배열영역(140)에 포함된 위상 시프터의 위상이 조정된다. 상기 위상 오차가 제거되거나 상기 위상 오차가 원하는 수준으로 낮아질 때까지 상기 과정이 반복될 수 있다. 도 1에서 참조번호 130은 광원을 나타내거나 광이 주입되는 광 주입부를 나타낸다.
도 2는 도 1의 상기 위상오차 보정개념에 기초한 것으로, 일 실시예에 의한, OPA 제조과정에서 발생되는 위상오차에 대한 보정방법(이하, 일 실시예에 의한 OPA 보정방법)을 단계별로 보여준다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 의한 OPA 보정방법은 먼저 보정 대상 OPA의 안테나 어레이에 광을 주입한다(S11). 제1 단계(S11)에서 주입되는 광은 위상보정이 완료된 OPA를 정상적으로 사용할 때, OPA의 광 주입부에 주입되는 광의 파장 범위에 속하는 광일 수 있다. 예들 들어, OPA가 정상적으로 동작될 때, 상기 광 주입부에 주입되는 광이 특정한 파장 범위에 속하는 적외선을 사용한다고 하면, 제1 단계(S11)에서 안테나 어레이에 주입되는 광도 상기 특정한 파장 범위에 속하는 적외선일 수 있다. 예를 들면, 제1 단계(S11)에서 안테나 어레이에 주입되는 광은 적외선 대역의 레이저일 수 있다. 안테나 어레이에 광을 주입할 때, 콜리메이터(collimator)를 사용함으로써, 안테나 어레이 전체에 광이 균일하게 조사될 수 있다. 이러한 광 주입은 후술되는 OPA에도 적용될 수 있다.
다음, 상기 OPA가 상기 위상오차를 갖고 있거나 갖고 있지 않거나 관계없이 상기 안테나 어레이에 광이 주입되면서 주입된 광은 상기 OPA가 정상적으로 동작할 때, 광원에서 방출된 광이 복수의 도파로 채널을 거쳐 상기 안테나 어레이를 통해 방사되는 과정의 역과정으로 상기 OPA 내부로 전달된다. 상기 주입된 광은 상기 OPA에 포함된 복수의 채널을 따라 상기 안테나 어레이에서 광원방향으로 전달될 것인데, 이 과정에서 각 채널을 따라 전달되는 광 사이의 위상차 여부에 관계없이 상기 주입된 광의 적어도 일부의 광전변환에 따른 전기신호가 발생될 수 있다. 다만, 상기 각 채널을 따라 전달되는 광 사이에 위상차가 있을 때와 없을 때, 상기 발생되는 전기신호의 크기는 다를 수 있다. 또한, 상기 각 채널을 따라 전달되는 광 사이에 위상차가 존재하는 경우에도 상기 위상차의 크기에 따라 상기 발생되는 전기신호의 크기는 다를 수 있다.
이와 같이 제1 단계(S11)에서 주입된 광이 상기 OPA 내부로 전달되면서 상기 OPA로부터 전기신호가 발생되고, 이 전기신호는 상기 OPA가 제조과정에서 발생된 위상오차를 갖고 있는지에 대한 정보와 위상오차를 갖고 있다면, 위상오차가 어느 정도인지에 대한 정보를 포함하고 있다. 따라서 상기 전기신호를 측정함으로써, 상기 OPA가 갖고 있는 위상오차에 대한 정보를 얻을 수 있다. 제2 단계(S22)는 상기 OPA로부터 상기 전기신호를 측정하는 단계이다.
제3 단계(S33)는 제2 단계(S22)에서 측정한 전기신호를 분석하여 상기 OPA의 위상오차 여부와 위상오차 정도를 파악하여 상기 OPA의 위상오차를 보정하기 위한 위상 보정값을 산출하는 단계이다.
곧, 제3 단계(S33)에서는 상기 측정된 전기신호를 기반으로 상기 OPA가 위상오차를 갖고 있다면, 상기 OPA의 위상오차 보정을 위해 상기 주입된 광이 각 채널을 통해 전달될 때, 상기 주입된 광의 위상을 어느 정도 조정해야 하는지를 분석하고, 분석결과에 따라 상기 각 채널을 통과하는 상기 주입된 광의 위상을 조정하기 위해 상기 OPA에 포함된 위상 시프터에 인가해야 할 전기적 신호값(위상 보정값)이 산출된다.
제4 단계(S44)는 이렇게 산출된 위상 보정값을 상기 OPA에 인가하여 상기 OPA의 위상을 보정한다. 이 결과 상기 OPA의 제조과정에서 발생된 위상오차가 보정될 수 있다. 상기 OPA의 위상오차가 상기 OPA에 대한 한 번의 위상보정으로 해소되거나 원하는 수준으로 낮아질 수도 있다. 그러나 상기 OPA의 상기 위상오차는 상기 OPA에 포함된 복수의 채널 전체에서 발생되는 것이므로, 상기 OPA에 대한 위상보정은 상기 OPA에 포함된 복수의 채널 중 일부 구간의 채널에서 발생되는 위상오차를 해소하는데 불과한 것일 수 있다. 상기 복수의 채널 중 나머지 구간의 채널에 대해서는 계속해서 위상오차를 해소하기 위한 위상보정 과정을 수행해야 한다.
제5 단계(S55)는 이러한 계속되는 위상보정에 대한 것이다. 제4 단계(S44)에서 최초 수행된 상기 OPA에 대한 위상보정과정을 1차 위상보정과정이라고 한다면, 후속의 제2, 제3의 위상보정과정은 제1 내지 제4 단계(S11~S44), 곧 상기 1차 위상보정과정을 반복하여 수행할 수 있다.
일 실시예에 의한 OPA 보정방법은 후술되는 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생된 위상오차를 보정하기 수단을 포함하는 OPA의 설명에서 부연될 것이다.
도 3은 일 실시예에 의한 제1 OPA(200)를 보여준다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 의한 제1 OPA(200)는 광 주입부(260)와 안테나 회절 어레이(antenna grating array) 혹은 줄여서 안테나 어레이(250)을 포함한다. 광 주입부(260)와 안테나 어레이(250) 사이에는 복수의 광 도파로들(WG1, WG2a, WG2b, WG3a~WG3d, WG4a~WG4h)과 복수의 광 분할기(splitter)(S1~S7)와 복수의 위상 시프터(PS1~PS7)와 복수의 수광소자(210, 220)와 복수의 단일모드필터(F1~F8)가 마련되어 있다. 광 주입부(260)는 OPA가 정상적으로 동작될 때, 광이 주입되는 영역이다. 광 주입부(260)에 주입되는 광은 적외선 영역의 광일 수 있다. 광 주입부(260)는 제1 광 도파로(WG1)의 일단이거나 이 일단에 연결되게 배치될 수 있다. 제1 광 도파로(WG1)의 타단에 제1 광 분할기(S1)가 마련되어 있다. 제1 광 분할기(S1)로부터 제2 및 제3 광 도파로(WG2a, WG2b)가 분기되어 있다. 제2 광 도파로(WG2a)의 타단에 제2 광 분할기(S2)가 연결되어 있고, 제3 광 도파로(WG2b)의 타단에 제3 광 분할기(S3)가 연결되어 있다. 곧, 제1 및 제2 광 분할기(S1, S2) 사이에 제2 광 도파로(WG2a)가 배치되어 있고, 제1 및 제3 광 분할기(S1, S3) 사이에 제3 광 도파로(WG2b)가 배치되어 있다. 제3 광 도파로(WG2b) 상에 제1 위상 시프터(phase shifer)(PS1)가 배치되어 있다. 제1 위상 시프터(PS1)는 제3 광 도파로(WG2b)의 제1 위상 시프터(PS1)를 지나는 부분의 굴절률을 조절하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 제1 위상 시프터(PS1)는 제3 광 도파로(WG2b)의 제1 위상 시프터(PS1)를 지나는 부분의 온도를 변화시킬 수 있도록 마련될 수 있다. 제1 위상 시프터(PS1)를 지나는 부분의 온도 변화로 해당 부분의 굴절률이 달라지고, 결과적으로 제3 광 도파로(WG2b)를 통해 전달되는 광의 위상이 조절될 수 있다. 다른 예에서, 제1 위상 시프터(PS1)는 제3 광 도파로(WG2b)의 제1 위상 시프터(PS1)를 지나는 부분에 공급되는 캐리어 밀도를 조절할 수 있도록 구비될 수도 있다. 제1 위상 시프터(PS1)를 지나는 부분에 공급되는 캐리어 밀도가 달라지면, 제3 광 도파로(WG2b)의 제1 위상 시프터(PS1)를 지나는 부분의 굴절률이 달라진다. 따라서 제1 위상 시프터(PS1)를 지나는 부분에 공급되는 캐리어 밀도조절을 통해 제3 광 도파로(WG2b)를 통해 전달되는 광의 위상을 조절할 수 있다. 상기 캐리어 밀도는 전자 밀도 혹은 정공 밀도를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 위상 시프터(PS1)는 PIN 다이오드 형태, PN 다이오드 형태 또는 커패시터 형태로 구비될 수 있다. 상술한 제1 위상 시프터(PS1)와 관련된 내용들은 후술되는 위상 시프터들에도 적용될 수 있다.
제2 광 도파로(WG2a)는 제2 광 분할기(S2)에서 제4 및 제5 광 도파로(WG3a, WG3b)로 분기된다. 제4 및 제5 광 도파로(WG3a, WG3b)는 서로 이격되어 있다. 제4 광 도파로(WG3a)의 끝에 제4 광 분할기(S4)가 연결되어 있다. 제5 광 도파로(WG3b) 끝에 제5 광 분할기(S5)가 연결되어 있다. 제2 및 제5 광 분할기(S2, S5) 사이의 제5 광 도파로(WG3b)에 제2 광 시프터(PS2)가 배치되어 있다.
제3 광 도파로(WG2b)는 제3 광 분할기(S3)에서 제6 및 제7 광 도파로(WG3c, WG3d)로 분기된다. 제6 및 제7 광 도파로(WG3c, WG3d)는 서로 이격되어 있다. 제6 광 도파로(WG3c) 끝에 제6 광 분할기(S6)가 연결되어 있다. 제7 광 도파로(WG3d) 끝에 제7 광 분할기(S7)가 연결되어 있다. 제3 광 분할기(S3)와 제7 광 분할기(S7) 사이의 제7 광 도파로(WG3d)에 제3 위상 시프터(PS3)가 배치되어 있다.
제4 광 도파로(WG3a)는 제4 광 분할기(S4)에서 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)로 분기된다. 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)의 길이는 서로 동일할 수 있다. 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)는 서로 평행하며, 서로 이격되어 있다. 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b) 끝에 각각 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)가 연결되어 있다. OPA가 정상적으로 동작될 때, 제4 광 분할기(S4)를 거쳐 제8 광 도파로(WG4a)를 통해 전달되는 광은 제1 안테나(AT1)를 통해 주어진 각으로 방출될 수 있다. 그리고 제4 광 분할기(S4)를 거쳐 제9 광 도파로(WG4b)를 통해 전달되는 광은 제2 안테나(AT2)를 통해 주어진 각으로 방출될 수 있다.
한편, 제1 OPA(200)가 제조과정에서 발생된 위상오차를 보정하기 위한 위상보정장치로 사용되는 경우, 도 1에 도시한 입사광(L1)처럼 제1 OPA(200) 외부에서 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)에 광이 입사된다. 이때, 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)의 사이즈에 비해 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)입사되는 외부광의 빔 사이즈가 작을 경우, 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)에 연결된 채널들간 위상보정 정확도의 편차가 커질 수 있다. 따라서 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)에 입사되는 상기 외부광의 빔 사이즈는 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)이 면적과 동등하거나 보다 클 수 있다. 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)와 이에 입사되는 외부광의 이러한 관계는 다른 안테나와 안테나 어레이(250)에도 적용될 수 있다. 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)에 입사된 광은 제1 OPA(200)가 정상적으로 동작될 때와 반대 방향으로 전달된다. 곧, 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)에 입사된 광은 각각 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 통해 전달되고, 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)로부터 제1 거리에 위치한 제4 광 분할기(S4)에서 합쳐진 후, 제4 광 도파로(WG3a), 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)로부터 제2 거리에 위치한 제2 광 분할기(S2), 제2 광 도파로(WG2a) 및 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)로부터 제3 거리에 위치한 제1 광 분할기(SP1)를 거쳐 제1 광 도파로(WG1)에 이른다.
제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)는 그레이팅(grating)으로 안테나의 너비에 따라 기본모드만 지원하거나 기본모드와 고차모드를 함께 지원할 수도 있다. 결과적으로, 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)에 입사된 광은 단일모드 광으로 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 통해 전달될 수도 있고, 단일모드 광과 다중모드 광을 포함하는 광으로 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 통해 전달될 수도 있다. 상기 다중모드의 광은 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)에 각각 구비된 제1 및 제2 단일모드필터(F1, F2)를 통해 걸러질 수 있다. 예컨대, 상기 다중모드 광은 제1 및 제2 단일모드필터(F1, F2)를 통과하면서 광 도파로(WG4a, WG4b) 바깥으로 산란되어 사라질 수 있다. 따라서 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 통해 전달되는 단일모드 광이 제4 광 분할기(S4)에 모이게 된다. 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 통해 제4 광 분할기(S4)에 입사된 단일모드 광은 여러 차수의 모드로 분리되고, 모드끼리 간섭하여 임의의 개수로 분기되는데, 단일모드의 메인 광은 제4 광 도파로(WG3a)로 통해 제2 광 분할기(S2)로 전달되고, 다중모드 광은 제4 광 분할기(S4)에 연결된 광전변환 수광소자(210, 220)로 전달된다. 이에 따라 수광소자(210, 220)로부터 상기 생성된 다중 모드 광에 대응하는 전기신호가 발생될 수 있다. 이러한 전기신호는 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 통해 전달되는 광 사이의 위상차 여부와 위상차 정도를 분석하는데 사용될 수 있다. 제2 광 분할기(S2)와 제1 광 분할기(S1)도 제4 광 분할기(S4)와 동일한 과정을 수행할 수 있다. 이러한 결과로 제1 광 도파로(WG1)에는 단일모드 광이 전달될 수 있다. 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 멀고, 상기 제3 거리는 상기 제2 거리보다 멀다.
제4 광 분할기(S4)와 제1 안테나(AT1) 사이의 제8 광 도파로(WG4a)에 제1 단일모드필터(F1)가 구비되어 있다. 제1 안테나(AT1)에 주입되는 외부 광에 포함된 다중모드 광은 제1 단일모드필터(F1)에 의해 걸러질 수 있다. 따라서 상기 위상오차 보정을 수행하는 과정에서 제1 안테나(AT1)에 주입된 광이 제1 단일모드필터(F1)을 통과하여 제4 광 분할기(S4)로 전달되는 경우, 제4 광 분할기(S4)에는 단일모드 광만 전달될 수 있다. 제1 단일모드필터(F1)는 이러한 역할을 하도록 구비되거나 마련될 수 있다. 일 예에서, 제1 단일모드필터(F1)는 제8 광 도파로(WG4a)의 일부로써, 단일모드필터 역할을 수행하도록 제8 광 도파로(WG4a)의 일부를 변형한 것일 수 있다. 이에 대해서는 후술된다. 다른 예에서 제1 단일모드필터(F1)는 제8 광 도파로(WG4a)에 연결되어 단일모드필터 역할을 수행하도록 구비된 독립된 필터일 수도 있다. 제1 단일모드필터(F1)는 제4 광 분할기(S4)보다 제1 안테나(AT1)측에 가깝게 배치될 마련될 수 있다. 제1 단일모드필터(F1)에 대한 상술한 내용들은 후술되는 다른 단일모드필터들에도 적용될 수 있다.
제4 광 분할기(S4)와 제2 안테나(AT2) 사이의 제9 광 도파로(WG4b) 상에 제4 위상 시프터(PS4)와 제2 단일모드필터(F2)가 구비되어 있다. 제2 단일모드필터(F2)는 제4 위상 시프터(PS4)와 제2 안테나(AT) 사이에 위치할 수 있다.
제5 광 도파로(WG3b)는 제5 광 분할기(S5)에서 제10 및 제11 광 도파로(WG4c, WG4d)로 분기된다. 제10 및 제11 광 도파로(WG4c, WG4d)는 서로 평행하고, 서로 이격되어 있다. 제10 및 제11 광 도파로(WG4c, WG4d)의 길이는 서로 동일할 수 있다. 제10 광 도파로(WG4c)의 길이는 제9 광 도파로(WG4b)의 길이와 동일할 수 있다. 제10 광 도파로(WG4c)의 끝에 제3 안테나(AT3)가 연결되어 있고, 제11 광 도파로(WG4d)의 끝에는 제4 안테나(AT4)가 연결되어 있다. 제3 및 제4 안테나(AT3, AT4)로부터 상기 제1 거리에 위치한 제5 광 분할기(S5)과 제3 안테나(AT3) 사이에 구비된 제10 광 도파로(WG4c)에 제3 단일모드필터(F3)가 구비되어 있다. 제5 광 분할기(S5)와 제4 안테나(AT4) 사이에 구비된 제11 광 도파로(WG4d) 상에는 제5 위상 시프터(PS5)와 제4 단일모드필터(F4)가 구비되어 있다. 제4 단일모드필터(F4)는 제5 위상 시프터(PS5)와 제4 안테나(AT4) 사이에 있다.
제6 광 도파로(WG3c)는 제6 광 분할기(S6)에서 제12 및 제13 광 도파로(WG4e, WG4f)로 분기된다. 제12 및 제13 광 도파로(WG4e, WG4f)는 서로 평행하고, 서로 이격되어 있다. 제12 및 제13 광 도파로(WG4e, WG4f)의 길이는 서로 동일할 수 있다. 제12 광 도파로(WG4e)의 길이는 제11 광 도파로(WG4b)의 길이와 동일할 수 있다. 제12 광 도파로(WG4e)의 끝에 제5 안테나(AT5)가 연결되어 있고, 제13 광 도파로(WG4f)의 끝에 제6 안테나(AT6)가 연결되어 있다. 제5 및 제6 안테나(AT5, AT6)로부터 상기 제1 거리에 위치한 제6 광 분할기(S6)와 제5 안테나(AT5) 사이에 구비된 제12 광 도파로(WG4e)에 제5 단일모드필터(F5)가 구비되어 있다. 제6 광 분할기(S6)와 제6 안테나(AT6) 사이에 구비된 제13 광 도파로(WG4f) 상에는 제6 위상 시프터(PS6)와 제6 단일모드필터(F6)가 구비되어 있다. 제6 단일모드필터(F6)는 제6 위상 시프터(PS6)와 제6 안테나(AT6) 사이에 있다.
제7 광 도파로(WG3d)는 제7 광 분할기(S7)에서 제14 및 제15 광 도파로(WG4g, WG4h)로 분기된다. 제14 및 제15 광 도파로(WG4g, WG4h)는 서로 평행하고, 서로 이격되어 있다. 제14 및 제15 광 도파로(WG4g, WG4h)의 길이는 서로 동일할 수 있다. 제14 광 도파로(WG4g)의 길이는 제13 광 도파로(WG4f)의 길이와 동일할 수 있다.
제14 광 도파로(WG4g)의 끝에 제7 안테나(AT7)가 연결되어 있고, 제15 광 도파로(WG4h)의 끝에 제8 안테나(AT8)가 연결되어 있다. 제7 및 제8 안테나(AT7, AT8)로부터 상기 제1 거리에 위치한 제7 광 분할기(S7)와 제7 안테나(AT7) 사이에 구비된 제14 광 도파로(WG4g)에 제7 단일모드필터(F7)가 구비되어 있다. 제7 광 분할기(S7)와 제8 안테나(AT8) 사이에 구비된 제15 광 도파로(WG4h) 상에는 제7 위상 시프터(PS7)와 제8 단일모드필터(F8)가 구비되어 있다. 제8 단일모드필터(F8)는 제7 위상 시프터(PS7)와 제8 안테나(AT8) 사이에 있다. 제1 내지 제8 안테나(AT1-AT8)는 안테나 어레이(250)를 이룰 수 있다.
도 3에서 제1 내지 제8 안테나(AT1-AT8)가 각각 연결된 제8 내지 제15 광 도파로(WG4a-WG4h)는 채널로 사용된다. 광 도파로가 분기되는 단의 수(n)가 증가함에 따라 채널의 수는 2의 n승(2n)으로 증가한다. 여기서, n은 1, 2, 3···이다. 광 도파로가 분기되는 단에는 광 분할기가 배치되어 있다. 도 3의 경우, 광 도파로가 분기되는 단의 수(n)는 3이다. 따라서 채널 수는 8개(23)가 된다. 단의 수(n)는 3 이상으로 증가될 수 있다. 제1 단, 곧 제1 광 도파로(WG1)가 최초 2개로 분기는 단에는 1개의 광 분할기(S1)가 배치되어 있고, 제2 단에는 2개의 광 분할기(S2, S3)가 배치되어 있으며, 제3 단에는 4개의 광 분할기(S4-S7)가 배치되어 있다. 도 3에서 광 도파로가 분기되는 각 단에서 광 분할기의 수는 2의 (n-1)승(2(n-1))이 되고, 제1 단에서 제n 단까지 배치된 광 분할기의 총 숫자는 (2n)-1개가 된다. 각 단에 구비된 위상 시프터 수와 제1 단에서 제n 단까지 구비된 위상 시프터의 총 수는 광 분할기의 수와 동일할 수 있다.
도 3에서, 제1 내지 제7 광 분할기(S1-S7) 각각에 제1 및 제2 수광소자(210, 220)가 연결되어 있다. 수광소자(210, 220)는 광전변환소자의 한 예일 수 있다. 수광소자(210, 220)는 예를 들면 포토다이오드이거나 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 도 3의 도면상에서 제1 및 제2 수광소자(210, 220)는 각 광 분할기(S1-S7)의 좌측에 배치된다. 따라서 각 광 분할기(S1-S7), 예들 들면 제4 광 분할기(S4)의 광이 출입될 수 있는 양측 중 일측에는 2개의 수광소자(210, 220)와 1개의 광 도파로(WG3a)가 존재하고, 제4 광 분할기(S4)의 다른 일측에는 분기된 2개의 광 도파로(WG4a, WG4b)가 존재한다. 각 광 분할기에 2개의 수광소자(210, 220)가 연결된 것을 2개의 지선이 연결된 것으로 간주한다면, 도 3의 각 광 분할기는 좌측에 3개의 지선이 연결되고, 우측에 2개의 지선이 연결된 형태를 갖게 된다. 편의상, 이러한 형태를 편의상 3×2 광 분할기라 한다. 만일 광 분할기의 좌측에 1개의 지선이 연결되고, 우측에 2개의 지선이 연결된 경우, 그 광 분할기는 1×2 광 분할기라 할 수 있다. 3×2 광 분할기 형태의 제4 광 분할기(S4)에 연결된 좌측의 3개의 지선중 광 도파로(WG3a)는 광이 전달되는 메인 경로이고, 2개의 수광소자(210, 220)는 사이드 경로가 된다. 3×2 광 분할기 형태의 다른 광 분할기도 마찬가지이다.
상기 위상오차를 보정하는 과정에서 제1 및 제2 채널인 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 통해 전달되는 광의 위상이 다른 경우, 제4 위상 시프터(PS4)를 이용하여 제4 위상 시프터(PS4)가 구비된 영역의 제9 광 도파로(WG4b)의 굴절률을 조절하여 제9 광 도파로(WG4b)를 통해 전달되는 광의 위상을 조절할 수 있고, 이 결과, 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)에서 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 통해 제4 광 분할기(S4)로 전달되는 광의 위상은 동일하게 될 수 있다. 제4 위상 시프터(PS4)를 이용하여 상기 영역의 제9 광 도파로(WG4b)의 굴절률을 어느 정도 조절할 것인지는 도 1의 위상 튜닝부(120)로부터 제4 위상 시프터(PS4)에 주어지는 전기적 신호(ES3)를 통해 결정될 수 있다.
제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)가 OPA 제조과정에서 발생되는 위상오차를 갖는 경우, 예컨대, 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)의 폭이 정확히 같지 않은 경우, 상기 위상오차에 대한 보정을 수행하기 위해, 제1 및 제2 안테나(AT1, AT2)에 입사된 광이 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 통해 제4 광 분할기(S4)에 전달될 때, 제4 광 분할기(S4)에 전달된 광들 사이에 위상차가 존재한다. 이러한 위상차로 인해 제4 광 분할기(S4)에서 사이드 경로인 제1 및 제2 수광소자(210, 220)로 출력되는 광 신호가 존재한다. 상기 위상차에 따라 제1 및 제2 수광소자(210, 220)로 출력되는 광 신호의 세기는 달라지므로, 이러한 광 신호는 결국 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 통해 전달되는 두 광의 위상차에 대한 정보를 포함한다. 광전변환에 의해 제1 및 제2 수광소자(210, 220)로부터 상기 광 신호에 상응하는 전기신호가 출력된다. 도 1의 신호처리부(110)는 제1 및 제2 수광소자(210, 220)로부터 출력되는 전기신호(ES1)를 측정한다. 이러한 측정은 도 2의 제2 단계(S22)에 포함된다.
도 4는 2개의 입력 채널을 통해 전달되는 광 사이의 위상차에 따라 광 분할기의 메인 경로로 출력되는 광신호 세기와 사이드 경로로 출력되는 광신호 세기의 변화를 나타낸 그래프이다. 가로축은 상기 위상차를 나타내고, 세로축은 각 경로를 통해 출력되는 광 신호의 세기를 나타낸다. 제1 그래프(G1)는 메인 경로로 출력되는 광신호 세기를 나타낸다. 제2 그래프(G2)는 제1 사이드 경로로 출력되는 광신호 세기를 나타낸다. 제3 그래프(G3)는 제2 사이드 경로로 출력되는 광신호 세기를 나타낸다. 상기 2개의 입력채널은 도 3의 어느 한 광 분할기의 우측에 연결된 2개의 광 도파로일 수 있다. 예컨대, 상기 2개의 입력채널은 제4 광 분할기(S4)에 연결된 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)일 수 있다. 그리고 상기 메인 경로는 제4 광 분할기(S4)의 좌측에 연결된 제4 광 도파로(WG3a)일 수 있고, 상기 제1 및 제2 사이드 경로는 제4 광 분할기(S4)에 연결된 제1 및 제2 수광소자(210, 220)일 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 2개 입력 채널을 통해 전달되는 광 사이의 위상차가 0°인 경우, 상기 2개 입력채널을 통해 전달되는 광 사이에 보강간섭이 일어난다. 이 결과, 제4 광 분할기(S4)에서 메인 경로인 제3 광 도파로(WG3a)로 출력되는 광 신호가 최대가 되고, 사이드 경로인 제1 및 제2 수광소자(210, 220)에 전달되는 광신호는 최소가 됨을 알 수 있다. 반대로, 상기 2개 입력채널을 통해 전달되는 광 사이의 위상차가 180°인 경우, 상기 2개의 입력채널을 통해 전달되는 광 사이에 상쇄간섭이 일어난다. 이에 따라, 제1 및 제2 수광소자(210, 220)에 각각 전달되는 광신호는 최대가 되고, 메인 경로인 제3 광 도파로(WG3a)로 출력되는 광신호는 최소가 됨을 알 수 있다. 상기 2개의 입력채널을 통해 전달되는 광 사이에 상쇄간섭이 일어나는 경우, 메인 경로로 출력되지 않는 광신호는 산란되어 퍼지는데, 이렇게 퍼진 신호가 제1 및 제2 사이드 경로로 모아져 출력된다. 상기 2개 입력채널을 통해 전달되는 광 사이의 위상차가 0°-> 180°로 변하는 경우, 제3 광 도파로(WG3a)로 출력되는 광신호 세기는 작아지는 반면, 제1 및 제2 수광소자(210, 220)로 전달되는 광신호는 증가됨을 알 수 있다. 또한, 상기 2개 입력채널을 통해 전달되는 광 사이의 위상차가 180° 360°로 변하는 경우, 제3 광 도파로(WG3a)로 출력되는 광신호 세기는 커지고, 제1 및 제2 수광소자(210, 220)로 전달되는 광신호는 감소함을 알 수 있다.
도 4의 응답특성은 상기 2개의 입력채널을 통해 전달되는 광 사이의 위상차를 알아내고, 상기 위상차를 제거하기 위해, 위상 시프터에 입력해야 할 전기신호값(예, 전압값 또는 전류값)을 파악하는데 이용될 수 있다.
예를 들면, 상기 2개의 입력채널이 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)일 때, 위상오차 보정을 위한 과정에서, 제1 안테나(AT1)를 통해 주입된 광은 제8 광 도파로(WG4a)를 통해 제4 광 분할기(S4)로 전달되고, 제2 안테나(AT2)를 통해 주입된 광은 제9 광 도파로(WG4b)를 통해 제4 광 분할기(S4)로 전달된다. 도 4를 참조하면, 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 통해 전달되는 광 사이의 위상차는 사이드 경로인 제4 광 분할기(S4)에 연결된 제1 및 제2 수광소자(210, 220)에 수광되는 광신호 세기로부터 알 수 있는데, 제1 및 제2 수광소자(210, 220)에 수광되는 광신호 세기는 광전변환소자인 제1 및 제2 수광소자(210, 220)로부터 출력되는 전기신호를 측정하여 알 수 있다. 상기 위상차는 제9 광 도파로(WG4b)에 구비된 제4 위상 시프터(PS4)를 이용하여 제9 광 도파로(WG4b)에 위상변화를 줌으로써, 제거할 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 수광소자(210, 220)에 수광되는 광신호 세기가 최소가 될 때까지 제4 위상 시프터(PS4)를 이용하여 제9 광 도파로(WG4b)의 위상변화를 조절한다. 제9 광 도파로(WG4b)의 위상변화를 조절함으로써, 제9 광 도파로(WG4b)를 통해 전달되는 광의 위상이 달라지는 바, 제9 광 도파로(WG4b)의 위상변화를 조절한다는 것은 결국, 제9 광 도파로(WG4b)의 제4 위상 시프터(PS4)가 구비된 부분의 굴절률을 조절한다는 것이다. 그러므로 제9 광 도파로(WG4b)의 위상변화는 제4 위상 시프터(PS4)에 인가되는 전기신호값에 따라 조절될 수 있다. 제4 위상 시프터(PS4)에 제1 전기 신호값이 인가되었을 때, 제1 및 제2 수광소자(210, 220)에 수광되는 광신호 세기가 최소가 되었다면, 이것은 제4 위상 시프터(PS4)에 상기 제1 전기 신호값을 인가할 때, 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 지나는 광 사이의 위상차가 사라짐을 의미한다. 곧, 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 지나는 광의 위상이 동일함을 의미한다. 달리 말하면, 제조과정에서 발생된 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)의 위상 오차는 제4 위상 시프터(PS4)에 입력되는 값을 상기 제1 전기 신호값으로 조정함으로써, 보정될 수 있음을 의미한다.
도 4를 참조하여 제8 및 제9 광 도파로(WG4a, WG4b)를 지나는 광 사이의 위상차를 파악하고, 상기 위상차를 제거하기 위해 제4 위상 시프터(PS4)에 인가되는 전기신호값을 찾는 과정은 도 3에 도시한 OPA의 나머지 광 도파로에도 적용할 수 있다. 이러한 적용을 통해 제10 및 제11 광 도파로(WG4c, WG4d)의 위상오차를 제거하기 위해 제5 위상 시프터(PS5)에 인가해야 할 전기신호값과, 제12 및 제13 광 도파로(WG4e, WG4f)의 위상오차를 제거하기 위해 제6 위상 시프터(PS6)에 인가해야 할 전기신호값과, 제14 및 제15 광 도파로(WG4g, WG4h)의 위상오차를 제거하기 위해 제7 위상 시프터(PS7)에 인가해야 할 전기신호값을 알 수 있다. 또한, 제4 및 제5 광 도파로(WG3a, WG3b)의 위상오차를 제거하기 위해 제2 위상 시프터(PS2)에 인가해야 할 전기신호값과 제6 및 제7 광 도파로(WG3c, WG3d)의 위상오차를 제거하기 위해 제3 위상 시프터(PS2)에 인가해야 할 전기신호값을 알 수 있다. 또한, 제2 및 제3 광 도파로(WG2a, WG2b)의 위상 오차를 제거하기 위해 제1 위상 시프터(PS1)에 인가해야 할 전기신호값을 알 수 있다.
도 3의 OPA에서 제1 내지 제7 위상 시프터(PS1-PS7)의 입력값을 상기 전기신호값들로 조정함으로써, OPA 내의 모든 광경로에 대한 제조과정에서 비롯된 위상차이가 해소된다. 곧, 제조과정에서 발생된 OPA의 위상오차가 완전히 보정될 수 있다. 이에 따라 OPA의 정상동작에서 광원부에 조사된 광이 채널들을 통해 안테나 어레이(250)로 전달되어 방출되는 과정에서 각 채널의 위상을 원하는 대로 조절할 수 있다. 따라서 정확하고 신뢰성 있는 빔 스티어링을 구현할 수 있다.
상술한 OPA의 상기 위상오차를 보정하는 과정은 사이드 경로인 제1 및 제2 수광소자(210, 220)로 출력되는 광신호의 세기를 최소화하는 과정을 포함한다. 제1 및 제2 수광소자(210, 220)로 출력되는 광신호의 세기를 최소화하는 과정은 곧 위상 시프터를 이용하여 관련 채널의 위상차를 제거하는 과정이고, 위상차의 크기에 따라 위상 시프터에 인가되는 전기신호의 값도 달라진다. 상기 위상오차를 보정하는 과정은 여러 채널들에 대해서 이루어지므로, 다양한 크기의 위상차를 제거하는 과정이 되고, 상기 다양한 크기의 위상차를 제거하기 위해 다양한 크기의 전기신호값을 위상 시프터에 인가하는 과정이 된다. 이러한 과정은 상기 위상오차가 보정될 때까지 반복해서 수행된다. 그러므로 상기 위상오차를 보정하는 과정이 완료되면, 채널에서 발생되는 다양한 위상차의 크기를 제거하기 위해 위상 시프터에 인가되는 전기신호값에 대한 데이터가 축적될 수 있다. 이렇게 획득된 데이터는 바로 채널의 위상을 주어진 값으로 조정하기 위해 위상 시프터에 어느 정도의 전기신호를 주어야 하는지를 결정하는 데이터가 될 수 있다. 곧, OPA의 위상오차를 보정하는 과정에서 획득된 상기 데이터를 토대로 OPA를 원래의 목적에 따라 정상적으로 동작하는 과정에서 각 채널의 위상을 조정할 때, 곧 각 채널을 통해 전달되는 광의 위상을 조정할 때, 위상 조정을 위해 위상 시프터에 어느 정도의 전기 신호값을 입력해야하는지 알 수 있다. OPA의 빔 스티어링은 복수의 채널을 통해 전달되는 광의 위상 조절에 의해 결과이므로, 상기 OPA의 위상오차를 보정하는 과정에서 획득된 데이터는 빔 스티어링에 활용될 수도 있다.
한편, OPA의 정상동작에서 광 주입부(260)에 대한 광 주입은 일 예로, 도파로 측면을 통한 에지 커플링(edge coupling)을 통한 수평입사방법, 그레이팅 커플러(grating coupler)를 통한 수직입사방법으로 수행할 수 있다. 다른 예에서 상기 광 주입은 OPA 칩에 광원을 직접 마련하고, 상기 광원으로부터 광 주입부(260)에 광을 주입하는 방법으로 수행할 수도 있다.
도 5는 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 제2 OPA(300)를 보여준다. 도 3에서 설명한 제1 OPA와 다른 부분에 대해서만 설명한다. 도 3에서 설명한 참조번호와 동일한 참조번호는 도 3에서 설명한 부재와 동일한 부재를 나타낸다. 제2 OPA(300)에서 제1 내지 제7 광 분할기(S1-S7)에는 도 3의 제1 및 제2 수광소자(210, 220)와 같은 수광소자가 연결되어 있지 않다. 제1 내지 제7 광 분할기(S1-S7)에는 각각 3개의 광 도파로만 연결되어 있다. 각 광 분할기(S1-S7)는 좌측에 1개의 광 도파로가 연결되고, 우측에 2개의 광 도파로가 연결된다. 따라서 도 5의 각 광 분할기(S1-S7)는 1×2 광 분할기이다. 제1 광 도파로(WG1)에 인접해서 제1 탭 커플러(tap coupler)(310)가 마련되어 있다. 제1 탭 커플러(310)는 광 주입부(260)와 제1 광 분할기(S1) 사이에 배치될 수 있다. 제1 탭 커플러(310)는 제1 수광소자(310a)와 제1 수광소자(310a)에 연결된 제1 탭 경로(310b)를 포함한다. 제1 탭 커플러(310)는 인접한 광 도파로(WG1)를 통해 전달되는 광의 일부를 태핑(tapping)하는 소자, 곧 광 도파로(WG1)를 통해 전달되는 광의 일부를 제1 탭 경로(310b)로 빼내는 소자이다. 따라서 제1 탭 경로(310b)는 제1 광 도파로(WG1)를 통해 전달되는 광의 일부를 태핑(tapping)할 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, 정상동작과 반대로 광이 전달되는 경우, 곧 제1 광 분할기(S1)를 거쳐 제1 광 도파로(WG1)로 광이 전달되는 경우에 제1 탭 경로(310b)는 제1 광 도파로(WG1)를 통해 전달되는 광의 일부를 태핑할 수 있도록 구비될 수 있다. 제1 수광소자(310a)는, 예를 들면 포토 다이오드이거나 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 제1 탭 경로(310b)는 제1 광 도파로(WG1)에 측면에 접촉될 수도 있다.
한편, 제2 OPA(300)가 정상적으로 동작되는 경우, 광 도파로를 통해 전달되는 광의 손실을 줄이기 위해 광 도파로에 인접한 탭 커플러의 동작은 중지할 수 있다. 이는 제2 OPA(300)에 포함된 모든 탭 커플러에 적용될 수 있다.
제2 광 도파로(WG2a)에 인접해서 제2 탭 커플러(312)가 배치되어 있다. 제2 탭 커플러(312)는 제1 광 분할기(S1)보다 제2 광 분할기(S2)에 가깝게 배치되어 있다. 제2 탭 커플러(312)는 제2 수광소자(312a)와 제2 탭 경로(312b)를 포함한다. 제2 수광소자(312a)는 예를 들면, 포토 다이오드이거나 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 제2 탭 경로(312b)는 제2 광 도파로(WG2a)를 통해 전달되는 광의 일부를 태핑할 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 일 예로, 제2 탭 경로(312b)는 제2 광 분할기(S2)를 거쳐 제2 광 도파로(WG2a) 및 제1 광 분할기(S1)로 전달되는 광의 일부가 제2 광 도파로(WG2a) 외부로 방출될 때, 방출된 광을 수광할 수 있는 위치에 구비될 수 있다. 제3 광 도파로(WG2b)에 근접해서 제3 탭 커플러(314)가 마련되어 있다. 제3 탭 커플러(314)는 제3 수광소자(314a)와 제3 탭 경로(314b)를 포함한다. 제3 탭 커플러(314)는 제1 위상 시프터(PS1)와 제3 광 분할기(S3) 사이에 배치될 수 있다. 제3 수광소자(314a)는 제1 및 제2 수광소자(310a, 312a)와 동일한 소자일 수도 있으나, 다른 광전변환소자일 수도 있다. 제3 탭 경로(314b)는 제3 광 도파로(WG2b)에 접촉될 수도 있다. 제3 탭 경로(314b)는 제3 수광소자(314a)에 광을 전달할 수 있도록 구비된 광 경로 일 수 있다. 제3 탭 경로(314b)는 제3 광 분할기(S3)에서 제3 광 도파로(WG2b)로 전달되는 광의 일부를 태핑할 수 있도록 구비될 수 있다. 제4 광 도파로(WG3a)에 근접해서 제4 탭 커플러(316)가 배치되어 있다. 제4 탭 커플러(316)는 제4 수광소자(316a)와 이에 연결된 제4 탭 경로(316b)를 포함한다. 제4 수광소자(316a)는 제3 수광소자(314)와 동일한 광전변환소자일 수 있다. 제4 탭 커플러(316)은 제2 광 분할기(S2)보다 제4 광 분할기(S4)에 가깝게 배치되어 있다. 제4 탭 경로(316b)는 제4 광 도파로(WG3a)에 접촉될 수도 있다. 제4 탭 경로(316b)는 제4 광 분할기(S4)를 거쳐 제4 광 도파로(WG3a)로 전달되는 광의 일부를 태핑할 수 있는 위치에 구비될 수 있다.
제5 광 도파로(WG3b)에 인접해서 제5 탭 커플러(318)가 배치되어 있다. 제5 탭 커플러(318)는 제2 위상 시프터(PS2)와 제5 광 분할기(S5) 사이에 배치되어 있다. 제5 탭 커플러(318)는 제5 수광소자(318a)와 이에 연결된 제5 탭 경로(318b)를 포함한다. 제5 수광소자(318a)는 광전변환소자일 수 있다. 일 예로, 제5 수광소자(318a)는 포토 다이오드이거나 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 제5 탭 경로(318b)는 제5 광 도파로(WG3b)에 접촉될 수도 있다. 제5 탭 경로(WG3b)는 제5 광 분할기(S5)를 거쳐 제5 광 도파로(WG3b)를 통해 전달되는 광을 태핑할 수 있는 위치에 구비될 수 있다.
제6 광 도파로(WG3c)에 인접하게 제6 탭 커플러(320)가 배치되어 있다. 제6 탭 커플러(320)는 제3 광 분할기(S3)와 제6 광 분할기(S6) 사이에 위치할 수 있다. 제6 탭 커플러(320)는 제6 수광소자(320a)와 제6 탭 경로(320b)를 포함한다. 제6 수광소자(320a)는 구성과 역할에서 제5 수광소자(318a)와 동일한 소자일 수 있다. 제6 탭 경로(320b)의 한 쪽은 제6 수광소자(320a)에 연결되고, 다른 쪽은 제6 광 도파로(WG3c)에 근접하거나 접촉될 수 있다. 어느 경우나 제6 탭 경로(320b)는 제6 광 분할기(S6)을 거쳐 제6 광 도파로(WG3c)를 통해 전달되는 광을 태핑할 수 있는 위치에 마련될 수 있다.
제7 광 도파로(WG3d)에 근접해서 제7 탭 커플러(322)가 위치한다. 제7 탭 커플러(322)는 제7 광 분할기(S7)와 제3 위상 시프터(PS3) 사이에 구비되어 있다. 제7 탭 커플러(322)는 제7 광 분할기(S7)를 거쳐 제7 광 도파로(WG3d)를 통해 전달되는 광을 태핑할 수 있는 위치에 구비될 수 있다. 제7 탭 커플러(322)는 제7 수광소자(322a)와 제7 탭 경로(322b)를 포함할 수 있다. 제7 수광소자(322a)는 제6 수광소자(320a)와 동일한 소자일 수 있다. 제7 수광소자(322a)는 제7 광 도파로(WG3d)로부터 이격되어 있다. 제7 탭 경로(322b)의 한 쪽은 제7 수광소자(322a)에 연결되고, 다른 쪽은 광 태핑을 위해 제7 광 도파로(WG3d)에 근접하거나 접촉될 수 있다. 제7 광 분할기(S7)를 거쳐 제7 광 도파로(WG3d)를 통해 전달되는 광에 대한 태핑은 제7 탭 경로(322b)를 통해 이루어질 수 있다.
상술한 제1 내지 제7 탭 커플러(310, 312, 314, 316, 318, 320, 322)의 구성은 모두 동일할 수 있으나, 이는 일 예에 불과하며, 일부 탭 커플러의 경우, 역할은 나머지 탭 커플러와 동일하되, 구성이 나머지 탭 커플러와 다를 수도 있다.
도 6은 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 제3 OPA(400)를 보여준다. 도 6에 대한 설명은 도 3의 제1 OPA(200)와 다른 부분으로 한정한다. 그리고 도 3에서 설명한 참조번호와 동일한 참조번호는 도 3에서 설명한 부재와 동일한 부재를 나타낸다.
제3 OPA(400)는 도 3의 제1 OPA(200)보다 많은 위상 시프터를 포함한다. 일 예로, 제3 OPA(400)는 도 3의 제1 OPA(200)보다 2배 많은 위상 시프터를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 광 분할기(S1)와 안테나 어레이(250) 사이에 구비된 모든 광 도파로(WG2a, WG2b, WG3a-WG3d, WG4a-WG4h)에 위상 시프터가 배치되어 있다. 곧, 제3 광 위상배열장치(400)는 도 3의 제1 내지 제7 위상 시프터(PS1-PS7)를 비롯해서 제2 광 도파로(WG2a)에 배치된 제8 위상 시프터(PS8), 제4 광 도파로(WG3a)에 배치된 제9 위상 시프터(PS9), 제6 광 도파로(WG3c)에 배치된 제10 위상 시프터(PS10), 제1 채널인 제8 광 도파로(WG4a)에 배치된 제11 위상 시프터(PS11), 제3 채널인 제10 광 도파로(WG4c)에 배치된 제12 위상 시프터(PS12), 제5 채널인 제12 광 도파로(WG4e)에 배치된 제13 위상 시프터(PS13), 제7 채널인 제14 광 도파로(WG4g)에 배치된 제14 위상 시프터(PS14)를 포함할 수 있다.
동등한 위치에 배치된 두 위상 시프터의 경우, 각 위상 시프터는 0~π의 위상변화를 담당한다. 상기 '동등한 위치'는 동등한 광 도파로를 의미한다. 예를 들면, 제2 및 제3 광 도파로(WG2a, WG2b)는 동등한 광 도파로가 될 수 있고, 제4 및 제5 광 도파로(WG3a, WG3b)도 동등한 광 도파로가 될 수 있다. 달리 말하면, 상기 동등한 광 도파로는 동일한 광 분할기에서 직접 분기된 2개의 광 도파로를 의미할 수 있다. 이에 따라, 제1 위상 시프터(PS1)와 제8 위상 시프터(PS8)는 동등한 위치에 배치된 두 위상 시프터가 될 수 있고, 제1 및 제8 위상 시프터(PS1, PS8) 각각은 0~π의 위상변화를 담당한다. 도 3의 제1 OPA(200)의 경우처럼 제4 및 제5 광 도파로(WG3a, WG3b) 중 제5 광 도파로(WG3b)에만 제2 위상 시프터(PS2)가 마련된 경우, 제2 위상 시프터(PS2)는 0~2π의 위상변화를 담당한다.
도 7은 일 실시예에 의한, 제조과정에서 발생되는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 광 위상배열장치(500)(이하, 제4 광 위상배열장치)를 보여준다. 도 7에 대한 설명은 도 3에서 설명한 광 위상배열장치와 다른 부분으로 한정한다. 그리고 도 3에서 설명한 참조번호와 동일한 참조번호는 도 3에서 설명한 부재와 동일한 부재를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 제4 광 위상배열장치(500)에서 제1 내지 제7 위상 시프터(PS1-PS7) 각각의 둘레에 열 차폐수단(510, 520, 530, 540, 550, 560, 570)이 마련되어 있다. 평면도로 보았을 때, 각 열 차폐수단(510, 520, 530, 540, 550, 560, 570)은 대응하는 위상 시프터 전체를 둘러쌀 수 있다. 각 열 차폐수단(510, 520, 530, 540, 550, 560, 570)은 대응하는 위상 시프터의 동작에서 발생되는 열이 인접 광 도파로(채널)로 전달되는 것을 차단하거나 열 전달을 최소화하기 위해 마련된 것이다. 이러한 열 차폐수단이 마련됨으로써, 특정 채널에 대한 위상을 조절하는 과정에서 발생되는 열이 인접 채널의 위상 조절에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 이러한 열 차폐수단은 도 6의 제3 광 위상배열장치(400)에도 구비될 수 있다.
도 8은 열 차폐수단의 일 예를 보여주는 것으로 도 7을 8-8' 방향으로 절개한 단면을 보여준다.
도 8을 참조하면, 기판(600) 상에 서로 이격된 제14 광 도파로(WG4g)와 제15 광 도파로(WG4h)가 존재한다. 기판(600)은 실리콘 기판일 수 있으나, 다양한 기판이 사용될 수 있다. 일 예로, 기판(600)으로 GaAs, InP, SiO2 등이 사용될 수 있다. 제14 광 도파로(WG4g)와 제15 광 도파로(WG4h)의 재료는 실리콘일 수 있다. 제7 위상 시프터(PS7)는 제15 광 도파로(WG4h) 측면에 배치된 것으로 하였으나, 이는 편의상 그렇게 한 것이며, 제15 광 도파로(WG4h)의 제7 위상 시프터(PS7)와 접촉된 부분도 제7 위상 시프터(PS7)를 이루는 한 부재가 될 수 있다. 제14 광 도파로(WG4g)와 제15 광 도파로(WG4g, WG4h) 사이의 기판(600)에 트랜치(610)가 형성되어 있다. 트랜치(610)는 제14 광 도파로(WG4g)보다 제15 광 도파로(WG4h)에 가깝게 배치되어 있다. 트랜치(610)는 제15 광 도파로(WG4h) 양쪽에 존재한다. 제15 광 도파로(WG4h) 둘레에 이와 같이 트랜치(610)가 존재하므로, 제15 광 도파로(WG4h)를 통해 전달되는 광의 위상을 조정하기 위해 제7 위상 시프터(PS7)가 동작되는 동안 발생되는 열이 제14 광 도파로(WG4g)에 전달되는 것이 차단될 수 있다. 트랜치(610)는 채우지 않은 상태로 두어도 무방하지만, 열전도율이 낮은 절연물질, 예를 들면 SiO2로 채울 수도 있다.
도 9는 위상오차를 보정하기 위한 수단을 포함하는 제5 OPA를 보여준다. 제5 OPA(900)에서 제1 광 분할기(S1) 우측 부분은 앞에 설명한 제1 내지 제4 OPA(200, 300, 400, 500) 중 어느 하나와 동일하여 생략하였다. 제1 내지 제4 OPA(200, 300, 400, 500)가 광 방사모드(위상보정이 완료된 OPA의 정상동작 모드)와 광 수신모드(위상보정모드)를 겸비하는 것이라면, 제5 OPA(900)는 광 수신모드로만 동작하는 OPA이다. 제5 OPA(900)는 광 주입부를 갖지 않는다. 제5 OPA(900)는 제1 내지 제4 OPA(200, 300, 400, 500)의 광 주입부(260) 자리에 광 수신기(910)를 구비한다. 그리고 제1 광 분할기(S1)는 1×2 광 분할기로써, 제1 내지 제4 OPA(200, 300, 400, 500)의 제1 광 분할기(S1)에 연결된 제1 및 제2 수광소자(210, 220)를 갖지 않는다. 제5 OPA(900)가 광 수신모드로 동작하지만, 제1 광 분할기(S1)에서 안테나 어레이(250) 사이에 있는 광 도파로의 위상차에 대해 보정은 제1 내지 제4 OPA(200, 300, 400, 500)에서 설명한 것과 동일하게 수행될 수 있다. 광 수신기(910)는 광 검출기일 수 있다. 광 수신기(910)는 수광소자이거나 수광소자를 포함하는 광 수신장치일 수 있다. 상기 수광소자는, 예를 들면 포토다이오드일 수 있다. 광 수신기(910)는 안테나 어레이(260)를 통해 입사된 광량을 측정할 수 있다.
도 10은 상술한 광 위상배열장치들에 포함된 단일모드필터(F1-F8) 중 어느 한 단일모드필터에 대한 일 예를 보여준다. 편의상 도 10에 예시한 단일모드필터는 제1 단일모드필터(F1)를 예시한 것으로 간주한다. 도 10의 설명은 다른 단일모드필터에도 적용될 수 있다. 도 10에 예시한 제1 단일모드필터(F1)는 채널과 별개로 구비된 것이 아니라 광 도파로의 일부 구간의 변형을 통해 구현한 것이다.
도 10을 참조하면, 제1 단일모드필터(F1)는 제8 광 도파로(WG4a)의 일부 구간을 변형하여 해당 구간이 단일모드필터 기능을 갖도록 한 것이다.
구체적으로, 제1 단일모드필터(F1)는 제1 내지 제3 구간(P1-P3)을 포함할 수 있다. 제1 구간(P1)은 제4 광 분할기(S4) 측에 연결되고, 제3 구간(P3)은 제1 안테나(AT1)에 연결된다. 제1 내지 제3 구간(P1-P3) 중에서 제1 구간(P1)의 폭(W1)이 가장 좁고, 제3 구간(P3)의 폭(W3)이 가장 넓다. 제1 구간(P1)의 폭(W1)은 광의 기본모드(단일모드)만 전달될 수 있는 폭일 수 있다. 예를 들면, 제1 구간(P1)의 폭(W1)은 0.2㎛~1㎛ 정도일 수 있다. 그러나 이 값으로 한정되지 않는다. 제3 구간(P3)의 폭(W3)은, 예를 들면 0.5㎛~10㎛ 정도일 수 있으나, 이것으로 한정되지 않는다. 제2 구간(P2)은 제1 및 제3 구간(P, P3) 사이에 있고, 폭(W2)은 길이 방향으로 변한다. 제2 구간(P2)의 폭(W2)은 제1 구간(P1)에서 제3 구간(P3)으로 갈수록 증가한다. OPA의 위상오차 보정을 위해 안테나를 통해 광이 입사될 경우, 제1 안테나(AT1)로부터 제3 구간(P3)에 전달되는 광은 기본모드와 여러 고차모드를 모두 포함할 수 있다. 곧, 제3 구간(P3)에는 제1 안테나(AT1)로부터 기본모드와 함께 2차, 3차 모드가 혼재된 광이 전달될 수 있다. 따라서 제3 구간(P3)은 다중모드 구간이라 부를 수도 있다. 제3 구간(P3)에 전달된 광은 폭이 점차 좁아지는 제2 구간(P2)을 통과하면서 기본모드를 제외한 여러 고차모드는 차례로 산란되어 광 도파로(WG4a)를 빠져나가고, 제1 구간(P1)에는 기본모드만 전달된다. 따라서 제1 구간(P1)은 단일모드 구간이라 부를 수도 있다. 또한, 광이 제2 구간(P2)를 거치면서 다중모드에서 단일모드로 전환되는 바, 제2 구간(P2)은 전환구간이라 부를 수도 있다. 이러한 단일모드필터의 작용으로 인해 광 분할기측에는 단일모드 광만 전달될 수 있다.
한편, 제1 단일모드필터(F1)의 역할을 고려할 때, OPA가 정상적으로 동작될 때, 제1 단일모드필터(F1)에 의한 영향을 고려하지 않을 수 없는데, 제2 구간(P2)의 길이가 충분히 길 경우, 제4 광 분할기(S4)를 거쳐 제1 단일모드필터(F1)로 전달되는 단일모드 광은 제2 구간(P2)을 통과하더라도 단일모드를 유지할 수 있다. 결과적으로, OPA가 정상적으로 동작될 때, 제2 구간(P2)의 길이가 충분히 길 경우, 제4 광 분할기(S4)를 거쳐 제1 단일모드필터(F1)로 전달되는 단일모드 광은 제1 단일모드필터(F1)를 통과한 후에도 단일모드를 유지할 수 있다. 따라서 OPA가 정상적으로 동작되는 경우에 제1 단일모드필터(F1)를 통과한 광은 단일모드를 유지한 상태로 제1 안테나(AT1)로 전달될 수 있다. 이러한 결과를 얻을 수 있는 제2 구간(P2)의 길이는, 예를 들면 10㎛~100㎛ 정도일 수 있으나, 이것으로 한정되지는 않는다.
OPA 위상보정방법에 대한 평가는 특정 SMSR(side more suppression ratio)을 이루기 위해 얼마나 많은 위상 시프터의 입력값 조합을 평가해야 하느냐로 가름할 수 있다. 달리 말하면, 원하는 결과(예, 빔 포밍)를 얻기까지 OPA에 포함된 위상 시프터들에 전기신호를 입력하는 과정(평가과정)을 몇 번이나 반복해야 하는지로 OPA 위상보정방법을 평가할 수 있다. A 보정방법보다 B 보정방법을 사용하였을 때, 상기 평가과정을 반복하는 횟수가 적다면, B 보정방법이 A 보정방법보다 상대적으로 우수한다고 평가할 수 있을 것이다.
상술한 실시예에 의한 OPA, 예를 들면 도 3의 제1 OPA(200)를 이용하는 경우, 원하는 결과(빔 포밍)를 얻기 위해 상기 평가과정이 몇 번 반복되는지를 살펴본다.
도 3의 제1 OPA(200)의 채널 수는 8개(WG4a-WG4h)인데, 상기 평가를 위해 제1 OPA(200)의 채널 수는 편의상 32개인 것으로 간주한다. 제1 OPA(200)에서 채널 수가 32가 되려면, 우측으로 2개 단이 더 확장되어야 한다. 곧, 단의 수(n)는 5가 되고, 채널 수는 2의 5승(25)으로 32가 된다. 제1 OPA(200)의 경우, 각 단의 광 분할기(S1-S7)에서 광 도파로가 2개씩 분기되고, 분기된 광 도파로의 절반에 위상 시프터가 배치되어 있다. 따라서 제1 OPA(200)에 32개의 채널이 구비된 경우, 제1 OPA(200)에 포함된 위상 시프터 수는 총 31개(16+8+4+2+1)가 된다. 위상 시프터 수를 고려할 때, 위상 시프터를 이용한 스캔, 곧 위상 조정을 한 주기(2π) 전체에서 실시하는 것은 현실적으로 어려운 바, 위상 시프터를 이용한 위상 스캔은 다음과 같은 조건하에서 실시하는 것으로 가정한다.
구체적으로, 각 위상 시프터마다 한 주기(2π)의 위상을 8단계로 나누어 π/4 간격으로 스캔한다. 그리고 상기 8단계의 스캔 중에서 위상을 보정한다고 생각되는 스캔에서는 해당 스캔을 위해 위상 시프터에 인가한 전기신호값 주변의 4개 값에 대해 추가로 스캔을 실시하는 것으로 한다. 이는 정확도를 높이기 위한 것이다. 예를 들면, 2단계 스캔인 π/2의 위상 스캔의 경우, 곧 위상 시프터를 이용하여 해당 채널을 통해 전달되는 광의 위상을 π/2만큼 조정하였을 때, 보정된 결과가 나타난다고 하면, 상기 전달되는 광의 위상을 π/2보다 조금 크거나 작은 4개의 값으로 조정하면서 상기 보정된 결과의 변화를 살피는 것으로 가정한다.
이러한 조건하에서 상기 31개의 위상 시프터를 이용하여 원하는 보정 결과(예, 빔 포밍)를 얻기 위해 상기 평가과정을 수행할 경우, 상기 평가과정은 총 372회[위상 시프터 수:31×(한 주기에 대한 각 위상 시프터의 스캔 단계 수:8 + 특정 스캔 단계에서 추가 실시되는 스캔 횟수:4)] 반복된다. 곧, 도 3의 제1 OPA(200)를 이용할 경우, 372회의 평가과정을 거쳐 원하는 빔 포밍을 얻을 수 있다.
참고문헌[Tin Komljenovic and Paolo pintus, "On-chip calibration and control of optical phased arrays," Opt. Exp. 26(3) 3199, 2018]을 참조하면, 32개 채널을 갖는 기존의 OPA에 대해, PSO라는 보정 알고리즘(위상 시프터의 입력값을 조정하는 알고리즘)을 이용한 경우, 원하는 보정결과(예, 빔 포밍)를 얻기까지 실시한 평가횟수는 207,600번이고, SPGD라는 보정 알고리즘을 이용한 경우, 평가횟수는 80,001번이며, DSGD라는 보정 알고리즘을 이용한 경우, 평가횟수는 7,048번이다. 이러한 평가횟수는 도 3의 제1 OPA(200)를 이용한 경우(372회)에 비해 적게는 15배 정도, 많게는 500배정도 많다. 이는 상술한 실시예들에 의한 OPA를 이용하여 위상보정을 수행할 경우, 위상보정이 15배~500배 정도 빨라질 수 있음을 시사한다. 또한, 도 3의 제1 OPA(200)의 경우, 상기 평가과정에서 광 검출기로부터 출력되는 전기신호, 곧 광전류 값을 측정하는 것이지만, 기존의 OPA를 이용한 위상보정 평가는 카메라로 이미지를 촬영하여 확인하는 과정이다. 따라서 상술한 실시예들에 의한 OPA를 이용하여 위상보정을 하는 경우, 기존에 비해 보정 비용과 시간을 줄일 수 있다.
한편, 상술한 실시예들에 의한 OPA를 이용한 위상오차 보정방법은 OPA 제조과정에서 발생된 위상오차를 보정하는 것으로 국한하지 않는다. 상술한 실시예에 의한 OPA 보정방법은 그 발생원인과 관계없이 OPA에 포함된 채널들 간에 나타나는 모든 위상오차에 대한 보정방법으로 사용될 수도 있다.
또한, 상술한 OPA와 이를 이용한 위상보정방법은 일반 위상배열(Phased array)장치와 위상보정방법으로 확장될 수 있다. 곧, 제1 내지 제5 OPA(200, 300, 400, 500, 900)의 구성은 적외선 대역을 벗어난 파장을 갖는 전자기파를 이용하는 일반 위상배열에 적용될 수 있다. 이러한 관점에서 제1 내지 제5 OPA(200, 300, 400, 500, 900)의 설명에서 언급된 '광 분할기'는 '분할기'라고 말할 수 있고, '광 도파로'는 '도파로'라고 말할 수 있으며, '광 주입부'는 '전자기파 주입부'라고 말할 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고, 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
100:OPA 칩 110:신호처리부
120:위상 튜닝부 130:광원 또는 광 주입부
140:광 위상배열영역 150:안테나 영역
200, 300, 400, 500, 900:제1 내지 제5 OPA
210, 220:제1 및 제2 수광소자 250:안테나 어레이
260:광 주입부
310, 312, 314, 316, 318, 320, 322:제1 내지 제7 탭 커플러
310a, 312a, 314a, 316a, 318a, 320a, 322a:제1 내지 제7 수광소자
310b, 312b, 314b, 316b, 318b, 320b, 322b:제1 내지 제7 탭 경로
520, 520, 530, 540, 550, 560, 570:열 차폐수단
600:기판 610:트랜치
910:광 수신기
AT1-AT8:제1 내지 제8 안테나 ES1, ES2, ES3:전기신호
F1-F8:제1 내지 제8 단일모드필터
L1:안테나 영역에 입사되는 광
PS1-PS14:제1 내지 제14 위상 시프터
P1, P2, P3:제1 내지 제3 구간
S1-S7:제1 내지 제7 광 분할기(splitter)
W1, W2, W3:제1 내지 제3 폭 WG1:제1 광 도파로
WG2a, WG2b:제2 및 제3 광 도파로
WG3a-WG3d:제4 내지 제7 광 도파로
WG4a-WG4h:제8 내지 제15 광 도파로

Claims (47)

  1. 광 주입부;
    상기 광 주입부에 연결된 제1 분할기;
    상기 제1 분할기에 연결된 제1 위상 시프터;
    상기 제1 분할기에 연결되고, 일부는 상기 제1 위상 시프터를 경유하여 상기 제1 분할기에 연결된 복수의 채널;
    상기 복수의 채널과 연결된 안테나 어레이;
    상기 복수의 채널 각각에 구비된 단일모드필터; 및
    상기 제1 분할기에 연결된 것으로, 상기 안테나 어레이에 조사되어 상기 제1 분할기측으로 전달되는 광의 일부를 검출하기 위해 구비된 제1 광 검출기;를 포함하는 OPA.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 분할기와 상기 복수의 채널 사이에 배치된 복수의 분할기; 및
    상기 복수의 분할기에 연결된 복수의 광 검출기;를 더 포함하는 OPA.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 분할기 사이에 배치된 복수의 위상 시프터를 더 포함하는 OPA.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 분할기는 광이 출입될 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로와 상기 제1 광 검출기가 연결되고, 다른 일측에 상기 제1 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며, 상기 분기되는 2개의 도파로 중 하나에 상기 제1 위상 시프터가 배치된 OPA.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로와 1개의 광 검출기가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결된 OPA.
  6. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 광 검출기는 도파로 양측에 하나씩 배치된 제1 수광소자와 제2 수광소자를 포함하는 OPA.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 일측에 연결된 1개의 광 검출기는 상기 1개의 도파로 양측에 하나씩 배치된 제1 수광소자와 제2 수광소자를 포함하는 OPA.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 광 검출기는 상기 안테나 어레이에 조사된 광이 상기 복수의 채널을 거쳐 상기 복수의 분할기를 통과하면서 도파로에서 이탈되는 광을 수광하는 위치에 마련된 OPA.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 단일모드필터는 상기 채널의 일부인 OPA.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 단일모드필터는,
    제1 폭을 갖는 제1 구간;
    제2 폭을 갖는 제2 구간; 및
    제3 폭을 갖는 제3 구간;을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 폭은 서로 다른 OPA.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로와 1개의 광 검출기가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며,
    상기 복수의 위상 시프터는 각각 상기 복수의 분할기의 각각의 상기 분기되는 2개의 도파로 중 하나에 마련된 OPA.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 주입부와 상기 안테나 어레이 사이에서 위상 시프터와 분할기는 동수로 배치되어 있거나 상기 위상 시프터가 상기 분할기보다 더 많이 배치된 OPA.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 위상 시프터가 상기 분할기보다 더 많이 배치된 경우, 상기 위상 시프터는 상기 제1 분할기와 상기 안테나 어레이 사이의 모든 도파로와 모든 채널에 배치된 OPA.
  14. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 위상 시프터와 상기 복수의 위상 시프터 각각의 둘레에 열 차폐수단이 구비된 OPA.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며, 상기 일측에 연결된 1개의 도파로 옆에 탭 커플러가 마련된 OPA.
  16. 광 수신기;
    상기 광 수신기에 연결된 제1 분할기;
    상기 제1 분할기에 연결된 제1 위상 시프터;
    상기 제1 분할기에 연결되고, 일부는 상기 제1 위상 시프터를 경유하여 상기 제1 분할기에 연결된 복수의 채널;
    상기 복수의 채널과 연결된 안테나 어레이; 및
    상기 복수의 채널 각각에 구비된 단일모드필터;를 포함하고,
    상기 광 수신기는 상기 안테나 어레이를 통해 입사되어 상기 제1 분할기측으로 전달되는 광을 측정하기 위해 구비된 OPA.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 분할기와 상기 복수의 채널 사이에 배치된 복수의 분할기; 및
    상기 복수의 분할기에 연결된 복수의 광 검출기;를 더 포함하는 OPA.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 분할기 사이에 배치된 복수의 위상 시프터를 더 포함하는 OPA.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 분할기는 광이 출입될 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로가 연결되고, 다른 일측에 상기 제1 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며, 상기 분기되는 2개의 도파로 중 하나에 상기 제1 위상 시프터가 배치된 OPA.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로와 1개의 광 검출기가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결된 OPA.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 일측에 연결된 1개의 광 검출기는 상기 1개의 도파로 양측에 하나씩 배치된 제1 수광소자와 제2 수광소자를 포함하는 OPA.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 광 검출기는 상기 안테나 어레이에 조사된 광이 상기 복수의 채널을 거쳐 상기 복수의 분할기를 통과하면서 도파로에서 이탈되는 광을 수광하는 위치에 마련된 OPA.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 단일모드필터는 상기 채널의 일부인 OPA.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 단일모드필터는,
    제1 폭을 갖는 제1 구간;
    제2 폭을 갖는 제2 구간; 및
    제3 폭을 갖는 제3 구간;을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 폭은 서로 다른 OPA.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로와 1개의 광 검출기가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며,
    상기 복수의 위상 시프터는 각각 상기 복수의 분할기의 각각의 상기 분기되는 2개의 도파로 중 하나에 마련된 OPA.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 광 수신기와 상기 안테나 어레이 사이에서 위상 시프터와 분할기는 동수로 배치되어 있거나 상기 위상 시프터가 상기 분할기보다 더 많이 배치된 OPA.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 위상 시프터가 상기 분할기보다 더 많이 배치된 경우, 상기 위상 시프터는 상기 제1 분할기와 상기 안테나 어레이 사이의 모든 도파로와 모든 채널에 배치된 OPA.
  28. 제 16 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 위상 시프터와 상기 복수의 위상 시프터 각각의 둘레에 열 차폐수단이 구비된 OPA.
  29. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 분할기는 각각 광이 출입할 수 있는 양측 중 일측에 1개의 도파로가 연결되고, 다른 일측에 해당 분할기로부터 분기되는 2개의 도파로가 연결되며, 상기 일측에 연결된 1개의 도파로 옆에 탭 커플러가 마련된 OPA.
  30. 광 분할기와 안테나 어레이를 포함하는 OPA의 위상오차를 보정하는 방법에 있어서,
    상기 OPA 외부로부터 상기 안테나 어레이에 광을 조사하는 단계; 및
    상기 안테나 어레이에 조사되어 상기 광 분할기로 전달되는 광의 일부를 측정하는 단계;를 포함하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 안테나 어레이로부터 도파로를 따라 제1 거리에 있는 제1 위치에서 상기 조사된 광의 적어도 일부에 대응하는 전기신호를 측정하는 단계를 더 포함하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 측정된 전기신호에 기초하여 위상 보정값을 산출하는 단계를 더 포함하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 산출된 위상 보정값을 상기 OPA에 인가하는 단계;를 더 포함하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  34. 제 31 항에 있어서,
    상기 전기신호를 측정하는 단계는 상기 OPA에 포함된 복수의 채널에 대해 동시에 실시하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  35. 제 31 항에 있어서,
    상기 전기신호를 측정하는 단계는,
    상기 조사된 광이 전달되는 이웃한 2개의 채널의 위상차에 기인하여 상기 제1 위치에서 상기 채널을 벗어나는 광에 대한 전기신호를 측정하는 단계를 포함하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  36. 제 31 항에 있어서,
    상기 전기신호를 측정하는 단계는,
    상기 적어도 일부의 광을 수광할 수 있도록 상기 제1 위치에 배치된 광 검출기로부터 방출되는 전기신호를 측정하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  37. 제 33 항에 있어서,
    상기 제1 위치에서 위상보정이 완료된 후, 상기 OPA가 정상적으로 동작될 때, 광이 주입되는 광 주입부와 상기 제1 위치 사이에 있는 제2 위치에서 상기 단계들을 반복하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 광 검출기는 상기 제1 위치에 배치된 상기 광 분할기에 연결된 제1 수광소자와 제2 수광소자를 포함하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 광 검출기는 상기 도파로 옆에 배치된 탭 커플러를 포함하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  40. 제 37 항에 있어서,
    상기 제2 위치에서 전기신호를 측정할 때, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에 마련된 복수의 채널에 대해 동시에 실시하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  41. 제 37 항에 있어서,
    상기 제2 위치에서 위상보정이 완료된 후, 상기 광 주입부와 상기 제2 위치 사이에 있는 제3 위치에서 상기 단계들을 반복하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  42. 제 34 항에 있어서,
    상기 복수의 채널 모두에 위상 시프터가 배치된 OPA의 위상오차 보정방법.
  43. 제 37 항에 있어서,
    상기 광 주입부와 상기 안테나 어레이 사이에서 상기 광 분할기와 위상 시프터는 동수로 배치하는 OPA의 위상오차 보정방법.
  44. 제 42 항 또는 제 43 항에 있어서,
    상기 위상 시프터에 열 차폐수단이 구비된 OPA의 위상오차 보정방법.
  45. 제 34 항에 있어서,
    상기 복수의 채널 각각에 단일모드필터가 구비된 OPA의 위상오차 보정방법.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 단일모드필터는 상기 채널의 일부인 OPA의 위상오차 보정방법.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 단일모드필터는,
    제1 폭을 갖는 제1 구간;
    제2 폭을 갖는 제2 구간; 및
    제3 폭을 갖는 제3 구간;을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 폭은 서로 다른 OPA의 위상오차 보정방법.
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