KR19990012247A - Optical waveguide device with input and output ports on one transverse side - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광도파로 소자의 패키지 공정 중에서 광도파로 소자와 광섬유 어레이 모듈간의 부착에 필요한 공정을 줄이면서 공정비용을 줄이기 위한 입출력단 구조를 갖는 광도파로 소자에 관한 것으로서, 광신호 전달을 위해, 광섬유 어레이 모듈과 부착되는 적어도 하나 이상의 입력포트 및 적어도 하나 이상의 출력포트를 하나의 횡측면에 위치시킬 수 있는 구조를 가짐을 특징으로 한다.The present invention relates to an optical waveguide device having an input / output end structure for reducing the process cost while reducing the process required for attachment between the optical waveguide device and the optical fiber array module in the packaging process of the optical waveguide device. At least one input port and at least one output port attached to the module is characterized in that it has a structure that can be located on one transverse side.
본 발명에 의하면, 광도파로 소자의 입력단 및 출력단에 동시에 광섬유 어레이 모듈을 부착할 수 있게 함으로써, 광섬유 어레이 모듈 부착에 필요한 공정을 단순하게 하여 공정횟수를 단축하고 공정비를 줄이는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to attach the optical fiber array module to the input terminal and the output terminal of the optical waveguide device at the same time, thereby simplifying the process required for attaching the optical fiber array module, thereby reducing the number of steps and reducing the process cost.
Description
본 발명은 광도파로 소자에 관한 것으로서, 특히 광도파로 소자의 패키지 공정 중에서 광도파로 소자와 광섬유 어레이 모듈간의 부착에 필요한 공정을 줄이면서 공정비용을 줄이기 위한 입출력단 구조를 갖는 광도파로 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide device, and more particularly, to an optical waveguide device having an input / output end structure for reducing a process cost while reducing a process required for attachment between an optical waveguide device and an optical fiber array module in an optical waveguide device packaging process.
최근까지 평면 도파로기술(Planar Waveguide Technology)을 이용한 많은 종류의 광도파로 소자가 리튬나이오베이트(LiNbO3), 실리콘 웨이퍼, 유리(Glass), GaAs, 또는 이외의 평면기판 상에 제작되어 왔다. 이러한 광도파로 소자들은 광신호의 분기, 변조, 스위칭, 다중화 등의 광신호 처리를 한다.Until recently, many types of optical waveguide devices using planar waveguide technology have been fabricated on lithium niobate (LiNbO 3 ), silicon wafers, glass, GaAs, or other planar substrates. Such optical waveguide devices perform optical signal processing such as optical signal branching, modulation, switching, and multiplexing.
상기 광도파로 소자를 제작하기 위해서는 여러 가지의 기술들을 필요로 하는데, 이를 크게 나누어보면 도파로설계(Wavegukde Design), 도파로 제작(Waveguide Fabrication), 소자 패키지(Package), 소자의 환경적 특성측정 (Measurment)을 들 수 있다. 이러한 기술 중에서 소자의 패키지 기술은 소자제작 후 소자가 지닌 광특성을 최대한으로 발휘하기 위하여 반드시 필요한 기술이며, 광소자의 제작에 있어서 가장 많은 비용을 필요로 하는 공정이다. 따라서 소자의 광특성을 향상시키면서 광소자의 저가격화를 실현하기 위해서는 패키지 기술의 개발이 시급하다.Various techniques are required to fabricate the optical waveguide device, which can be broadly divided into waveguide design, waveguide fabrication, device package, and environmental characteristic measurement of the device. Can be mentioned. Among these technologies, the package technology of the device is a technology necessary to maximize the optical characteristics of the device after fabrication of the device, and is a process that requires the most cost in manufacturing the optical device. Therefore, the package technology is urgently needed to realize the low cost of the optical device while improving the optical characteristics of the device.
도 1은 광도파로 소자에 광섬유 어레이 모듈을 부착한 일반적인 모습을 도시한 것으로서, 광도파로소자(100), 광섬유 어레이 모듈(130), 광섬유 또는 광섬유 어레이(120), 광도파로(110)로 이루어진다. 상기 광도파로 소자(100)에 광섬유 또는 광섬유 어레이 모듈(130)을 부착할 때 광도파로 소자(100)의 입력단과 출력단 양쪽에 모두 광섬유 어레이 모듈(130)을 부착하게 된다. 즉, 광도파로 소자(100)에 광섬유 어레이 모듈(130)을 부착할 때, 먼저 광도파로 소자의 입력단과 광섬유 어레이모듈을 정렬한 후 출력단의 출력량을 관찰하면서 그 출력량이 최대가 될 때, 입력단에 광섬유 어레이 모듈을 부착시키고, 다시 광도파로 소자의 출력단과 광섬유 어레이모듈을 정렬하여 부착시키는 방법을 이용한다. 이렇게 할 때, 광도파로 소자의 입력단 및 출력단에 광섬유 어레이 모듈을 부착하기 위해서는 상기 부착에 필요한 모든 공정을 입력단과 출력단에 각각 행해야 하므로 결국 부착공정이 두 번 반복되어야 한다.FIG. 1 illustrates a general view in which an optical fiber array module is attached to an optical waveguide device, and includes an optical waveguide device 100, an optical fiber array module 130, an optical fiber or an optical fiber array 120, and an optical waveguide 110. When the optical fiber or the optical fiber array module 130 is attached to the optical waveguide device 100, the optical fiber array module 130 is attached to both the input terminal and the output terminal of the optical waveguide device 100. That is, when attaching the optical fiber array module 130 to the optical waveguide device 100, first align the input terminal and the optical fiber array module of the optical waveguide device, and then observe the output of the output terminal while the output is the maximum output, Attaching the optical fiber array module, and then aligning and attaching the output terminal of the optical waveguide device and the optical fiber array module. In this case, in order to attach the optical fiber array module to the input terminal and the output terminal of the optical waveguide device, all the steps necessary for the attachment must be performed at the input terminal and the output terminal, respectively, and thus the attaching process must be repeated twice.
이러한 부착방법은 광도파로 소자의 공정상에서 패키지 공정이 가장 큰 비용이 드는 원인이 된다. 통상적으로 광도파로 소자에 광섬유를 부착할 때 드는 비용은 입력도파로 포트 및 출력 도파로 포트 하나 당 60달러 이상의 비용이 든다.This method of attachment causes the package process to be the most expensive in the process of the optical waveguide device. Typically, the cost of attaching an optical fiber to an optical waveguide device costs more than $ 60 per input waveguide port and one output waveguide port.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 광도파로 소자의 단면에 광섬유 어레이 모듈을 부착할 때 광도파로 소자와 광섬유 어레이 모듈간의 부착에 필요한 공정을 줄이면서 공정비용을 줄이기 위하여, 모듈간의 필요한 기존의 방법과는 달리 한번의 광섬유 어레이 모듈 부착을 통해서 광도파로 소자의 입력단 및 출력단에 동시에 광섬유 어레이 모듈을 부착할 수 있는 광도파로의 입력단 및 출력단의 구조를 갖는 광도파로 소자를 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the process cost while reducing the process required for the attachment between the optical waveguide device and the optical fiber array module when attaching the optical fiber array module to the cross-section of the optical waveguide device, Another object is to provide an optical waveguide device having a structure of an input end and an output end of an optical waveguide capable of simultaneously attaching an optical fiber array module to an input end and an output end of an optical waveguide device by attaching one optical fiber array module.
도 1은 기존의 광도파로 소자의 입,출력단 구조 및 광섬유 어레이 모듈간의 부착 방법을 도시한 것이다.1 illustrates an input / output terminal structure of a conventional optical waveguide device and a method of attaching an optical fiber array module.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광도파로 소자의 입,출력단 구조 및 광섬유 어레이 모듈간의 부착 방법을 도시한 것이다.2 illustrates an input / output terminal structure of an optical waveguide device and an attachment method between an optical fiber array module according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 것을 도시한 것이다.3 illustrates an enlarged view of a portion A of FIG. 2.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
200 : 광도파로 소자, 210 : 광도파로200: optical waveguide element, 210: optical waveguide
220 : 광섬유, 230 : 광섬유 어레이 모듈220: optical fiber, 230: optical fiber array module
상기의 기술적과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한, 광도파로 소자는, 광신호 전달을 위해, 광섬유 어레이 모듈과 부착되는 적어도 하나 이상의 입력포트 및 적어도 하나 이상의 출력포트를 하나의 횡측면에 위치시킬 수 있는 구조를 가짐이 바람직하다.According to the present invention for achieving the above technical problem, the optical waveguide device, for transmitting the optical signal, at least one or more input ports and at least one or more output ports attached to the optical fiber array module can be located on one lateral side It is desirable to have a structure that is.
상기 하나의 횡측면에 위치한 모든 입력 및 출력포트 중 적어도 하나 이상은 90°각도의 꺽임을 가지며, 상기 90°각도 꺽임에서 광신호의 진행 방향을 바꾸기 위해, 적어도 하나 이상의 입력 도파로 및 출력 도파로 내에 45°각도 거울면을 구비함이 바람직하다.At least one of all of the input and output ports located on the one transverse side has a 90 ° angle of deflection, and at least one input waveguide and an output waveguide in the at least 90 degree angle angle in order to change the direction of travel of the optical signal. It is preferable to have an angle mirror surface.
그리고 상기 광도파로 소자의 상기 인접한 입력포트 및 출력포트 사이의 간격은 125㎛ 이상이며, 상기 광도파로 소자는 리튬나이오베이트(LiNbO3), 실리콘 웨이퍼, 유리(Glass), III-V족 반도체, 또는 이외의 평면기판 상에 제작됨이 바람직하다.And the interval between the adjacent input port and the output port of the optical waveguide device is more than 125㎛, the optical waveguide device is lithium niobate (LiNbO 3 ), silicon wafer, glass (Glass), group III-V semiconductor, Or it is preferably manufactured on a planar substrate other than.
상기 광섬유 어레이 모듈은 상기 광도파로 소자의 입력포트 및 출력포트와 연결되며, 상기 적어도 하나 이상의 입력포트 및 출력포트 간의 간격과 동일하게 평면기판상에 배열됨이 바람직하다.The optical fiber array module is connected to an input port and an output port of the optical waveguide device, and is preferably arranged on a flat substrate with an interval between the at least one input port and the output port.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 것으로서, 적어도 하나 이상의 입력포트 및 출력포트가 광도파로 소자의 하나의 횡측면에 위치하도록 제작되어 있다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 illustrates a preferred embodiment of the present invention, in which at least one input port and output port are positioned on one lateral side of the optical waveguide device.
참조번호 200은 광도파로 소자의 일예로서, 1x4 광커플러(Optical Splitter)이다. 여기에서 상기 1x4 광커플러(200)의 각 입력포트 및 출력포트는 도파로 소자의 하나의 횡측면상에 위치한다. 상기 광도파로 소자(200)는 리튬나이오베이트(LiNbO3), 실리콘 웨이퍼, Si3N4, Ingoranic Glass(예:Silica Glass), III-V족 반도체, 또는 이외의 평면기판 상에 제작되어, 광신호의 분기, 변조, 스위칭, 다중화, 등화 등의 광신호 처리를 할 수 있다. 그리고 입력단과 출력단은 광도파로 동일기판 위에 형성된다.Reference numeral 200 is an example of an optical waveguide device, and is a 1x4 optical splitter. Here, each input port and output port of the 1x4 optical coupler 200 is located on one lateral side of the waveguide element. The optical waveguide device 200 is fabricated on a lithium niobate (LiNbO 3 ), a silicon wafer, Si 3 N 4 , Ingoranic Glass (eg, Silica Glass), a III-V group semiconductor, or a planar substrate other than Optical signal processing such as branching, modulation, switching, multiplexing, and equalization of an optical signal can be performed. The input terminal and the output terminal are formed on the same substrate as the optical waveguide.
참조번호 210은 광도파로이며, 참조번호 230은 광섬유 어레이 모듈, 참조번호 220은 광섬유를 나타낸다. 그리고 S1은 인접한 입력단 도파로와 출력단 도파로 사이의 거리(Center-to-Center)를 나타내며, S2는 출력단 도파로 사이의 거리 (Center-to-Center)를 나타낸다. 본 발명에서 S1 및 S2의 크기는 125㎛ 이상을 포함한다. 그리고 T1은 분기된 도파로가 직선 수평 진행을 하는 영역에서의 각 도파로 간의 거리(Center-to-Center)를 나타내며, 그 거리는 5㎛ 이상에서 1000㎛ 이하인 경우를 포함한다.Reference numeral 210 denotes an optical waveguide, reference numeral 230 denotes an optical fiber array module, and reference numeral 220 denotes an optical fiber. And S1 represents the distance (Center-to-Center) between the adjacent input waveguide and the output waveguide, S2 represents the distance (Center-to-Center) between the output waveguide. In the present invention, the sizes of S1 and S2 include 125 µm or more. And T1 represents the distance (Center-to-Center) between each waveguide in the region where the branched waveguide is a linear horizontal progression, the distance includes a case of 5㎛ or more and 1000㎛ or less.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 모습으로 광도파로 소자(200)의 입력단 및 출력단 간의 도파로가 소자의 한 쪽 단면에 위치하게 하기 위해 도파로를 그 진행방향에 수직으로(90°방향으로) 꺽고, 그 꺽임 지점에 도파로(300)의 진행각도에 45°로 거울면(310)을 제작하여 광신호를 반사시켜 진행할 수 있도록 하여 광진행 거리를 최소화 할 수 있도록 제작한 것을 나타낸다. 45°거울면(310)의 조성 물질 굴절율은 광도파로 조성물질의 굴절률과 0.3 이상 차이가 나도록 한다.3 is an enlarged view of portion A of FIG. 2, in which a waveguide between an input terminal and an output terminal of the optical waveguide device 200 is positioned at one end surface of the device, in which the waveguide is perpendicular to the traveling direction (90 ° direction). By bending, the mirror surface 310 is made at 45 ° to the advancing angle of the waveguide 300 at the bending point to reflect the optical signal and proceed so as to minimize the light traveling distance. The refractive index of the composition material of the 45 ° mirror surface 310 is different from the refractive index of the optical waveguide composition by 0.3 or more.
그리고 상기 거울면의 면적은 해당 영역의 도파로 단면적 이상이며, 상기 거울면은 해당 도파로 영역의 50% 이상의 면적과 중첩된 구조를 가진다. 또한 상기 거울면(310)은 광도파로의 평면과 수직한 방향으로 배열되며, 광도파로 소자의 동작 온도에서 기체 또는 고체로 이루어지고, 상기 거울면 평면상의 패턴은 직선, 삼각형, 사각형 및 그 이상의 다각형 구조와 원 및 타원형의 구조의 일부분을 사용하는 구조이다.The area of the mirror surface is greater than or equal to the waveguide cross-sectional area of the corresponding area, and the mirror surface has a structure overlapping with an area of 50% or more of the waveguide area. In addition, the mirror surface 310 is arranged in a direction perpendicular to the plane of the optical waveguide, made of gas or solid at the operating temperature of the optical waveguide device, the pattern on the mirror surface plane is a straight line, triangle, square and more polygons It is a structure that uses a part of a structure and a circle and an elliptical structure.
한편, 상기 도 2에서 보는 바와 같이, 광섬유(220) 또는 광섬유 어레이 모듈(230)을 광도파로 소자(200)에 부착할 때 광도파로 소자(200)의 입출력단 도파로의 위치에 맞추어 광섬유를 배열한 광섬유 모듈(230)을 구성하여 한번의 정렬과정 및 부착공정으로 광도파로 소자에 광섬유 또는 광섬유 어레이 모듈 부착을 수행할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, when the optical fiber 220 or the optical fiber array module 230 is attached to the optical waveguide device 200, the optical fibers are arranged in accordance with the position of the input / output end waveguide of the optical waveguide device 200. The optical fiber module 230 may be configured to attach the optical fiber or the optical fiber array module to the optical waveguide device in one alignment process and the attachment process.
기존에는 광도파로 소자의 입력단 및 출력단에 광섬유 어레이 모듈 부착에 필요한 모든 공정을 두 번 반복해야 하지만, 본 발명은 광도파로 소자의 입력단 및 출력단에 동시에 광섬유 어레이 모듈을 부착할 수 있게 함으로써, 광섬유 어레이 모듈 부착에 필요한 공정을 단순하게 하여 공정횟수를 단축하고 공정비를 줄이는 효과가 있다.Conventionally, all the processes required for attaching the optical fiber array module to the input and output ends of the optical waveguide device have to be repeated twice, but the present invention enables the optical fiber array module to be attached to the input and output ends of the optical waveguide device at the same time. By simplifying the process required for the attachment it has the effect of reducing the number of processes and the process cost.
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|---|---|---|---|---|
| KR100442657B1 (en) * | 2002-03-29 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | Wavelength division multiplexer with arrayed waveguide grating |
| KR100485888B1 (en) * | 2002-07-19 | 2005-04-29 | 엘에스전선 주식회사 | Planer Lightwave Circuit Module with Single Port |
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1997
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