KR20010047298A - Planar optic amplifier using aerosol process and method for manufacturing the same - Google Patents
Planar optic amplifier using aerosol process and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20010047298A KR20010047298A KR1019990051458A KR19990051458A KR20010047298A KR 20010047298 A KR20010047298 A KR 20010047298A KR 1019990051458 A KR1019990051458 A KR 1019990051458A KR 19990051458 A KR19990051458 A KR 19990051458A KR 20010047298 A KR20010047298 A KR 20010047298A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- aerosol
- moles
- sol solution
- core
- manufacturing
- Prior art date
Links
- 238000001856 aerosol method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 21
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 21
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 2
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 17
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 erbium ions Chemical class 0.000 description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RPAJSBKBKSSMLJ-DFWYDOINSA-N (2s)-2-aminopentanedioic acid;hydrochloride Chemical class Cl.OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O RPAJSBKBKSSMLJ-DFWYDOINSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910016497 Er(NO3)3.5H2O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/39—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
본원 발명은 광통신에 사용되는 소자로서 에어로졸 공정(Aerosol process)을 이용하여 제조된 평판형 광증폭소자와 그 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a flat panel optical amplification device manufactured using an aerosol process and a method for manufacturing the same as an element used in optical communication.
광통신에서 광신호 전송경로는 대부분 광섬유를 사용하고 있으나 다분기 광커플러, WDM(Wavelength Division Multiplex) 소자 등 다수의 채널을 가진 고기능성 소자를 광섬유로 제작하는 것은 기술적으로 한계가 있다. 따라서, 광섬유를 집적화하는 기술은 PLC(Planar Lightwave Circuit)라 지칭되는, 광신호의 경로를 평면 기판 상에 구현하는 기법을 사용하고 있다. PLC 기법에 의하여 제조된 평판형 광소자는 반도체, 실리카(silica), 폴리머 등 다양한 소재로 제조될 수 있으나, 실리카의 경우 광섬유와 유사한 재질로 구성되어 전송손실이 낮고 광섬유와의 접속손실이 낮으며, 포토리소그래피, 식각 등 반도체 공정기술을 이용하여 가공할 수 있으므로 평판형 광소자의 재료로 널리 사용되고 있다. 본원 발명은 실리콘을 기판으로 사용하고 기판 상에 언더클래드(underclad), 코어(core), 오버클래드(overclad) 등의 실리카 박막층을 에어로졸 공정을 이용하여 증착시킨 평판형 광증폭소자와 그 제조방법에 관한 것이다.Although optical signal transmission paths are mostly used in optical communication, it is technically limited to fabricate high-performance devices having multiple channels such as multi-branch optical couplers and WDM (wavelength division multiplex) devices. Therefore, the technology of integrating the optical fiber uses a technique for implementing a path of an optical signal on a planar substrate, called a Planar Lightwave Circuit (PLC). Flat panel optical devices manufactured by PLC technology can be made of various materials such as semiconductors, silica, and polymers, but silica is composed of a material similar to optical fiber, which has low transmission loss and low connection loss with optical fiber. Since it can be processed using semiconductor processing techniques such as photolithography and etching, it is widely used as a material for flat panel optical devices. The present invention provides a plate-type optical amplification device using silicon as a substrate and a silica thin film layer of an underclad, a core, an overclad, etc. deposited on the substrate by an aerosol process, and a method of manufacturing the same. It is about.
기판 상에 실리카 박막을 형성시키는 방법으로는 FHD(Flame Hydrolysis Deposition), CVD(Chemical Vapor Deposition), 졸-겔법(Sol-gel), 분말공정법 등이 사용되고 있다. 이중 FHD법은 CVD등의 방법보다 증착속도가 빠르고 후막 형성이 용이하여 고순도의 실리카를 광섬유 단면의 크기와 유사하게 도파로를 제작할 수 있는 장점이 있어 평판형 광소자의 제작에 널리 사용되고 있다. FHD법에서 실리카 광도파막의 굴절률 및 열처리 온도 등을 제어하기 위한 도펀트로서 B, P, Ge 등의 산화물이 첨가된다. FHD법을 사용하여 광도파로를 제조하는 종래의 기술은 유럽 공개특허 공보 제0 545 432호 및 제0 751 408호 등에 개시되어 있다.As a method of forming a silica thin film on a substrate, FHD (Flame Hydrolysis Deposition), CVD (Chemical Vapor Deposition), sol-gel (Sol-gel), powder process method and the like are used. The dual FHD method has a high deposition rate and easy formation of a thick film than a CVD method, and thus has the advantage of making a high purity silica waveguide similar to the size of an optical fiber cross section. In the FHD method, oxides such as B, P, and Ge are added as dopants for controlling the refractive index, heat treatment temperature, and the like of the silica optical waveguide film. Conventional techniques for producing optical waveguides using the FHD method are disclosed in EP 0 545 432 and 0 751 408 and the like.
그러나, FHD 공정은 증기압이 높은 염화물 재료를 사용하므로 위험성이 높고, 도파막을 증착하기 위하여 사용되는 화염의 온도가 높아 (1500oC 이상) 많은 양의 도펀트를 첨가하기가 어렵고 도펀트의 함량을 조절하기가 곤란한 문제점이 있다. 이러한 이유로, FHD법을 사용하여 언더클래드, 코어 및 오버클래드 층을 만드는 경우 각 층의 굴절률 및 열처리 온도를 제어하기가 어렵다. 특히 오버클래드 층을 FHD법을 사용하여 형성하는 경우에는 재료선택의 한계로 인하여 열처리 온도를 1100oC 이하로 조절하기가 곤란한데, 이와 같이 오버클래드 층의 열처리 온도가 높은 경우에는, 오버클래드 층 밑에 있는 코어의 형태에 영향을 주어 광신호 처리에 심각한 문제를 일으킬 수 있다.However, the FHD process uses a high vapor pressure chloride material, which presents a high risk, high flame temperatures used to deposit the waveguide (above 1500 o C), making it difficult to add large amounts of dopants and controlling the dopant content. There is a difficult problem. For this reason, it is difficult to control the refractive index and the heat treatment temperature of each layer when making the under clad, core and over clad layers using the FHD method. In particular, when the over cladding layer is formed using the FHD method, it is difficult to control the heat treatment temperature to 1100 ° C. or less due to the limitation of material selection. However, when the heat treatment temperature of the over cladding layer is high, the over cladding layer This can affect the shape of the underlying core and cause serious problems in optical signal processing.
또한, FHD법은 광증폭소자를 제조하기 위하여 광도파층에 증기압이 낮은 알칼리나 알칼리토류, 그 외 희토류 금속을 첨가하는 것이 곤란하다는 문제점을 갖는다.In addition, the FHD method has a problem in that it is difficult to add alkali, alkaline earth, and other rare earth metals having low vapor pressure to the optical waveguide layer in order to manufacture the optical amplifier.
현재 광통신용 광원으로는 1.3㎛대와 1.5㎛대의 파장을 사용하고 있으며 1.5㎛파장의 경우 실리카에서 가장 손실이 적어 통신용 파장으로 가장 널이 사용되고 있다. 광섬유를 이용한 광전송 거리가 차츰 증가되고 고기능성 소자가 등장함에 따라 점차적으로 광전송 방법에 한계를 갖기 시작했다.At present, the light source for optical communication uses wavelengths of 1.3 μm and 1.5 μm, and the wavelength of 1.5 μm is the least loss in silica, and the null is used as the communication wavelength. As the optical transmission distance using optical fiber is gradually increased and high functional devices are introduced, the optical transmission method is gradually limited.
희토류가 첨가된 광섬유 증폭기, 특히 어븀 도핑된 섬유 증폭기 (erbium doped fiber amplifier; EDFA)는 1.55㎛ 파장대에서 광섬유의 손실을 극복할 수 있는 이상적인 특성을 보인다. 따라서 이와 같은 증폭기는 광전송길이를 증가시키는데 사용될 수 있고 또한 여러 가지 광 수동소자로 그 응용 범위가 넓어지고 있다. EDFA는 제작 공정이 매우 까다롭고 현재의 기술로는 극히 소량(수ppm/m)의 어븀만이 첨가될 수 있다. 소량의 어븀만이 첨가된 경우에는 증폭기의 길이가 길어지고(예를 들어 이득이 20dB인 경우 20∼50m 사용, 광신호 200배 증폭 기준), 이에 따라 비용(약 3만원/m) 또한 비싸다.Rare earth-doped fiber amplifiers, especially erbium doped fiber amplifiers (EDFAs), are ideal for overcoming fiber loss in the 1.55 µm wavelength range. Therefore, such an amplifier can be used to increase the optical transmission length, and its application range is widened with various optical passive elements. EDFAs are very difficult to fabricate, and with current technology, only a small amount (a few ppm / m) of erbium can be added. When only a small amount of erbium is added, the amplifier length is long (for example, 20 to 50 m at 20 dB gain, based on 200 times amplification of the optical signal), and therefore, the cost (about 30,000 won / m) is also expensive.
실리카는 공유결합구조로 되어 있으므로 다량의 어븀을 첨가하면 어븀 이온들이 공유 결합을 끊고 자리잡지 못하고, 어븀 이온들끼리 뭉치는 덩어리(cluster)가 형성된다. 이 덩이짐 현상은 광 산란에 의한 광 손실을 유발하고 증폭 특성을 악화시킨다. 이러한 덩이짐을 없애기 위해서는 실리카 내에 알칼리를 첨가하면, 공유 결합이 끊어지고 이온 결합 구조로 실리카 구조가 개방되어 어븀 이온이 자리잡기 쉽게 된다. 그러나 기존의 광섬유 제작 방법으로는 알칼리 이온을 첨가하기가 매우 어렵고 극히 소량밖에 첨가되지 않는 것으로 알려져 있으며 알칼리나 어븀 이온이 고르게 분포되지 않는 것으로 보고되고 있다.Since silica has a covalent bond structure, when a large amount of erbium is added, the erbium ions break the covalent bonds and do not settle, and a clump of erbium ions is formed. This massing phenomenon causes light loss due to light scattering and worsens amplification characteristics. In order to eliminate such masses, when alkali is added to the silica, covalent bonds are broken and the silica structure is opened to the ionic bond structure, whereby erbium ions are easily settled. However, it is known that it is very difficult to add alkali ions and only a very small amount is added by the conventional optical fiber manufacturing method, and it is reported that alkali or erbium ions are not evenly distributed.
광섬유 대신 평판형 광소자(PLC: Planar Lightwave Circuit) 제조 기술을 이용하면 소형, 저가격의 광증폭소자 제작이 기능하고, 단일 기판에 능동 및 수동소자를 집적할 수 있다는 점에서 다양한 집적형 광모듈을 구현하는 것이 가능하다. 따라서, 평판형 광소자 분야에서도 어븀-도핑된 소자에 관한 연구가 이루어지고 있다. 그러나, 종래의 FHD 방법은 전술한 바와 같이 재료의 조성에 제한이 있기 때문에, 균일하게 어븀이 첨가된 박막을 제작하기는 매우 어렵다.Using Planar Lightwave Circuit (PLC) manufacturing technology instead of optical fiber makes it possible to manufacture small and low cost optical amplifiers, and it is possible to integrate active and passive devices on a single substrate. It is possible to implement Accordingly, research has been made on erbium-doped devices in the field of flat panel optical devices. However, the conventional FHD method is limited in the composition of the material as described above, it is very difficult to produce a thin film to which erbium is uniformly added.
따라서, 본 발명의 목적은 저가격 고기능의 어븀-도핑된 평판형 광증폭소자를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a low cost, high performance erbium-doped flat plate optical amplifier.
본 발명의 다른 목적은 에어로졸 공정을 이용한 평판형 광 증폭소자 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a plate type optical amplification device using an aerosol process.
본 발명의 다른 목적은 에어로졸 공정을 이용하여 생성된 코어 및 오버클래드를 포함하는 평판형 광증폭소자를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a flat panel optical amplification device comprising a core and an overclad produced using an aerosol process.
도 1은 본 발명의 광 증폭소자의 구조를 도시하는 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of an optical amplifying device of the present invention.
도 2는 본 발명의 광 증폭소자의 제조에 사용되는 에어로졸 공정 장비의 개략도.Figure 2 is a schematic diagram of the aerosol processing equipment used in the manufacture of the optical amplification device of the present invention.
도 3은 (92-x)SiO2-xB2O3-8P2O5유리 박막의 굴절률과 용융온도(consolidation temperature)를 나타내는 그래프.3 is a graph showing the refractive index and the consolidation temperature of a (92-x) SiO 2 -xB 2 O 3 -8P 2 O 5 glass thin film.
도 4는 재열처리 온도(annealing temperature)의 변화에 따른 유리 박막의 굴절 률의 변화를 도시한 그래프.4 is a graph showing a change in refractive index of a glass thin film with a change in annealing temperature.
도 5는 GeO2를 첨가하였을 때 굴절률의 변화를 도시한 그래프.5 is a graph showing the change in refractive index when GeO 2 is added.
도 6은 Er2O3를 첨가하였을 때 굴절률의 변화를 도시한 그래프.6 is a graph showing the change in refractive index when Er 2 O 3 is added.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 실리콘 기판10: silicon substrate
20 : 언더클래드20: under cladding
30 : 코어30: core
40 : 오버클래드40: overclad
50 : 호울더50: holder
60 : 기판60: substrate
70 : 토치70: torch
80 : 에어로졸 발생기80: aerosol generator
90 : X-Y 스테이지90: X-Y stage
상기 목적을 달성하기 위하여 에어로졸 공정을 이용하여 제조된 평판형 광 증폭소자(planar optical amplifier)가 개시되었다. 본 발명의 평판형 광 증폭소자는 실리콘 기판(10)과, 언더클래드(underclad, 20)와, 에어로졸(aerosol) 공정을 이용하여 형성된 코어(core, 30)와, 에어로졸 공정을 이용하여 형성된 오버클래드(overclad, 40)를 포함한다.In order to achieve the above object, a planar optical amplifier manufactured using an aerosol process has been disclosed. The plate type optical amplifying device of the present invention includes a silicon substrate 10, an underclad 20, a core 30 formed using an aerosol process, and an over clad formed using an aerosol process. (overclad, 40).
또한, 에어로졸 공정을 이용하는 평판형 광 증폭소자 제조 방법이 개시되었다. 본 발명의 광 증폭소자 제조 방법은 실리콘 기판(10) 위에 언더클래드(20)를 형성하는 단계와, 에어로졸 공정을 이용하여 코어층을 형성하는 단계와, 코어층을 식각하여 코어(30)를 형성하는 단계와, 에어로졸 공정을 이용하여 오버클래드(40)를 형성하는 단계룰 포함한다.In addition, a method of manufacturing a flat plate optical amplifying device using an aerosol process has been disclosed. In the method of manufacturing the optical amplification device according to the present invention, the under cladding 20 is formed on the silicon substrate 10, the core layer is formed by using an aerosol process, and the core layer is etched to form the core 30. And forming the overclad 40 by using an aerosol process.
도 1에는 에어로졸 공정을 이용하여 제조된 본 발명의 평판형 광 증폭소자가 도시되어 있다. 본 발명의 광 증폭소자의 구조를 살펴보면 실리콘 기판(10), 언더클래드(underclad; 20), 코어(30) 및 오버클래드(overclad; 40)로 이루어져 있다. 광증폭소자 제조 공정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저 실리콘 기판(10) 위에 공지의 실리카 박막 제조 방법을 이용하여 언더클래드(20)를 형성한다. 언더클래드(20)는 예를 들어 SiO2, B2O3, P2O5등의 재료를 이용하여 임의의 후막 제작이 용이하고 대량 생산이 가능한 FHD법을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.1 shows a flat panel optical amplification device of the present invention manufactured using an aerosol process. Looking at the structure of the optical amplification device of the present invention is composed of a silicon substrate 10, an underclad (20), a core 30 and an overclad (40). An optical amplification device manufacturing process is briefly described as follows. First, the underclad 20 is formed on the silicon substrate 10 by using a known silica thin film manufacturing method. The under cladding 20 may be formed using, for example, an FHD method that is easy to manufacture any thick film using a material such as SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , and can be mass-produced. It doesn't happen.
언더클래드를 형성한 후에는 에어로졸 공정을 이용하여 언더클래드(20) 위에 알칼리와 다량의 어븀이 첨가된 보로포스포실리캐이트(borophosphosilicate)계 유리박막인 코어층을 형성된다. 에어로졸 공정을 이용한 코어층 형성방법을 간략히 설명하면 에어로졸 공정을 통해 미립자를 언더클래드 위에 증착한 후 열처리 공정(고밀화 공정)을 통해 미립자를 고온에서 녹여서 유리박막을 형성하는 것이다. 코어층 형성후에는 반도체 공정기술을 사용하여 코어층을 식각하여 광회로 패턴부분(도 1에서는 코어(30) 부분)만 남기게 된다. 본 발명에서는 Na2O와 다량의 P2O5등을 도펀트로서 코어 층에 적절하게 포함시킴으로써 다량의 어븀이 덩이짐 현상 없이 코어층에 포함되도록 한다.After the under clad is formed, a core layer, which is a borophosphosilicate-based glass thin film in which alkali and a large amount of erbium is added, is formed on the under clad 20 using an aerosol process. Briefly describing a core layer forming method using an aerosol process is to form a glass thin film by melting the fine particles at a high temperature through a heat treatment process (densification process) after depositing the fine particles on the under clad through the aerosol process. After the core layer is formed, the core layer is etched using the semiconductor process technology to leave only the optical circuit pattern portion (the core 30 portion in FIG. 1). In the present invention, Na 2 O and a large amount of P 2 O 5 or the like is suitably included in the core layer as a dopant so that a large amount of erbium is included in the core layer without lumping.
코어(30)를 형성한 후에는 에어로졸 공정을 이용하여 언더클래드(20) 및 코어(30) 위에 오버클래드(40)를 형성한다. 본 발명에서는 오버클래드 층 제조 시 SiO2-B2O3계 유리에 Na2O를 첨가하여 융점을 낮춤으로써, 1100도 이하에서 열처리가 가능하도록 하였다. 그 결과 오버클래드 열처리 후에도 코어의 형태에 변형이 생기지 않고 따라서, 제조 시 재현성이 높은 광소자를 얻을 수 있었다.After the core 30 is formed, the overclad 40 is formed on the under clad 20 and the core 30 using an aerosol process. In the present invention, Na 2 O was added to the SiO 2 -B 2 O 3 -based glass to lower the melting point when manufacturing the over cladding layer, thereby enabling heat treatment at 1100 degrees or less. As a result, no deformation occurs in the shape of the core even after the overclad heat treatment, and thus an optical device having high reproducibility in manufacturing can be obtained.
본 발명에서 사용되는 에어로졸 공정이란 액상의 졸(sol)을 초음파 진동자를 사용하여 입자로 만들고 산ㆍ수소 불꽃으로 산화시켜 기판 위에 증착시키는 방법이다. 에어로졸 공정은 FHD법에 비해 도펀트 첨가의 제한이 매우 적어서 B, P, Ge등의 함량을 자유롭게 조절하는 것이 가능하다. B2O3함량은 0.1-60mol, P2O5의 함량은 0.1-45mol, GeO2의 함량은 0.1-20mol첨가된 비정질의 깨끗한 유리박막을 얻을 수 있다는 것이 실험에 의해 밝혀졌다.The aerosol process used in the present invention is a method in which a liquid sol is formed into particles using an ultrasonic vibrator and oxidized with an acid / hydrogen flame to be deposited on a substrate. The aerosol process has a very limited restriction on the addition of dopants compared to the FHD method, and thus it is possible to freely control the content of B, P, Ge and the like. It was found by experiment that an amorphous clear glass thin film containing 0.1-2 mol of B 2 O 3 , 0.1-45 mol of P 2 O 5 , and 0.1-20 mol of GeO 2 was added.
또한 에어로졸 공정에 의하면 저 증기압이고 기체 상으로 이송이 곤란한 알칼리 금속 및 중이온인 희토류와 같은 금속을 다량으로 첨가할 수 있다. 따라서, 증기압이 낮은 어븀과 같은 원소가 함유되어야 하는 평판형 광증폭소자 제작에 적합한 방법임에도 불구하고 현재까지 많은 연구가 이루어지지 않았다. 이 이외에도 에어로졸 공정은 다음과 같은 장점을 갖는다.The aerosol process also allows the addition of large amounts of metals, such as alkali metals, which are low vapor pressure and difficult to transport into the gas phase, and rare earths, which are heavy ions. Therefore, even though it is a suitable method for the fabrication of a flat plate type optical amplification element which should contain an element such as erbium with low vapor pressure, many studies have not been made. In addition, the aerosol process has the following advantages.
- 광투과 손실이 적은 다성분계 유리 박막 제작이 가능하다.-It is possible to manufacture multi-component glass thin films with low light transmission loss.
- 증착 속도가 빠르고 수 내지 수십μm의 후막제작이 용이하다.-Fast deposition speed and easy fabrication of thick film of several to several tens of micrometers.
- 광섬유와 거의 같은 크기의 소자로 거의 같은 굴절률을 얻을 수 있으므로 광섬유의 접속 손실이 적다.-It is possible to obtain almost the same refractive index with the device of almost the same size as the optical fiber, so the connection loss of the optical fiber is small.
- 대량 생산이 가능하고 실온에서 제조되므로 경제적이다.-Economical as it can be mass produced and manufactured at room temperature.
본 발명에서 코어(30) 및 오버클래드(40) 형성에 사용되는, 에어로졸 공정, 즉 에어로졸을 이용한 유리 박막 제조 공정을 자세히 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 소정의 재료(예를 들어 TEOS(tetraethyl orthosilicate), B[(CH3)2CHO]3, H3PO4, Ge(OC2H5)4, Er(NO3)3·5H2O, HNO3, 메탄올, 증류수 등)를 사용하여 졸 용액을 제조한다. 이를 위하여 먼저 TEOS를 증류수와 메탄올의 몰비가 5:1인 용매에서 1시간 동안 가수분해시킨다. 가수분해 촉매로는 질산을 사용하고 인산의 양이 많은 경우는 질산의 양을 줄인다. 여기에 B[(CH3)2CHO]3, Ge(OC2H5)4를 천천히 첨가하여 자석 교반기로 교반하면서 3시간 동안 반응시킨다. 이 졸 용액의 조성비는 생성하고자 하는 박막의 조성비에 따라 달라지는 것으로서, 본 발명의 각 층 생성 시 사용되는 바람직한 졸 용액의 조성비는 표 1과 같다.Looking at the aerosol process, that is, the glass thin film manufacturing process using aerosol used in the core 30 and the over cladding 40 in the present invention in detail as follows. First, certain materials (e.g. TEOS (tetraethyl orthosilicate), B [(CH 3 ) 2 CHO] 3 , H 3 PO 4 , Ge (OC 2 H 5 ) 4 , Er (NO 3 ) 3 .5H 2 O , HNO 3 , methanol, distilled water, etc.) to prepare a sol solution. To this end, TEOS is first hydrolyzed in a solvent with a molar ratio of 5: 1 of distilled water and methanol for 1 hour. Nitric acid is used as a hydrolysis catalyst, and when the amount of phosphoric acid is large, the amount of nitric acid is reduced. B [(CH 3 ) 2 CHO] 3 and Ge (OC 2 H 5 ) 4 were slowly added thereto and reacted for 3 hours while stirring with a magnetic stirrer. The composition ratio of this sol solution depends on the composition ratio of the thin film to be produced, and the composition ratio of the preferred sol solution used in the production of each layer of the present invention is shown in Table 1.
보다 바람직하게는 코어를 만들기 위한 졸 용액은 SiO2,B2O3, P2O5,Na2O, Er2O3가 각각 40-50몰, 대략 5몰, 45-55몰, 2-3wt, 1-2Wt포함된 조성비를 갖고, GeO2,는 굴절률이 0.3Δ일 때 졸 용액의 2∼3wt, 굴절률이 0.75Δ일 때 10∼11wt를 구성한다. 또한 보다 바람직한 오버클래드용 졸 용액의 조성비는 SiO2,B2O3,Na2O가 각각 20-30몰, 70-80몰, 2-3wt포함된 것이다.More preferably, the sol solution for making the core is 40-50 mol, approximately 5 mol, 45-55 mol, 2-, of SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , Na 2 O, Er 2 O 3 , respectively. It has a composition ratio of 3wt, 1-2Wt, GeO 2 , constitutes 2 to 3wt of the sol solution when the refractive index is 0.3Δ, 10 to 11wt when the refractive index is 0.75Δ. In addition to the more preferred over the composition ratio of the sol solution for cladding includes SiO 2, B 2 O 3, Na 2 O is 20 to 30 mol, respectively, 70 to 80 mol, 2-3wt.
다음에는 이 졸 용액을 초음파 진동자가 부착된 용기에 넣고 에어로졸을 만든다. 초음파를 이용하여 에어로졸을 만들 때, 초음파가 액체를 통과하여 액체와 기체의 경계면에 도달하면 그 경계면에서 액체 방울이 생성되면 이때 액체 입자의 크기는 액체의 밀도와 표면장력 및 초음파의 각진동수의 함수이다. 따라서, 액체의 밀도와 표면장력을 조절함으로써 에어로졸의 크기를 조절할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서 1.5MHz의 초음파가 사용되었고 에어로졸의 크기는 대략 4μm 이하이다.The sol solution is then placed in a container with an ultrasonic vibrator to produce an aerosol. When ultrasonic waves are used to make an aerosol, when ultrasonic waves pass through the liquid and reach the interface between the liquid and the gas, liquid droplets are produced at the interface, the size of the liquid particles is a function of the density and surface tension of the liquid and the angular frequency of the ultrasonic wave. Therefore, the size of the aerosol can be adjusted by adjusting the density and surface tension of the liquid. In a preferred embodiment of the present invention, ultrasonic waves of 1.5 MHz are used and the size of the aerosol is approximately 4 μm or less.
이렇게 만들어진 에어로졸은 도 2에 도시된 토치(torch; 70)를 이용하여 실리콘 웨이퍼상의 언더클래드 위에(코어층 형성시) 또는 언더클래드 및 코어 위에(오버클래드 생성시) 증착된다. 에어로졸은 아르곤(Ar) 가스에 의해 토치(70)로 이동되고, 산ㆍ수소 불꽃에 의해 산화반응되면서 웨이퍼 호울더(50)에 부착되어 있는 실리콘 웨이퍼(60)에 증착된다. 이때 B2O3와 P2O5의 휘발을 최소화하기 위하여 온도조절기(110)를 사용하여 웨이퍼 호울더(50)가 200도를 유지하도록 하였다. 또한 박막의 두께가 일정하게 증착되도록 하기 위하여 토치는 컴퓨터(100)를 이용하여 X-Y 스테이지(90)상에서 그물망 모양으로 움직이며 산화분말을 증착시킨다.The aerosol thus produced is deposited on the underclad (when forming the core layer) on the silicon wafer (when forming the core layer) or on the underclad and core (when generating the overclad) using the torch 70 shown in FIG. The aerosol is moved to the torch 70 by argon (Ar) gas, and is deposited on the silicon wafer 60 attached to the wafer holder 50 while being oxidized by an acid and hydrogen flame. At this time, in order to minimize the volatilization of B 2 O 3 and P 2 O 5 using the temperature controller 110 to maintain the wafer holder 50 200 degrees. In addition, the torch moves in a mesh shape on the XY stage 90 using the computer 100 so that the thickness of the thin film is uniformly deposited.
증착 이후 Si 웨이퍼는 열처리 과정을 거치게 된다. 먼저 증착된 분말의 결정수나 유기물을 제거하기 위하여 500도의 산소분위기(atmosphere)에서 1시간동안 열처리한다. 다음으로는 건조된 박막을 관상로에서 2시간동안 열처리하여 산화분말을 용융시킨다. 이때 용융 온도는 박막의 조성에 따라 달라지는데, 본 발명에서는 코어층의 경우 1250 내지 1330도, 오버클래드층의 경우 900-1000도 정도이다. 용융후 공기 중에서 급냉시켜 유리박막을 제작한다.After deposition, the Si wafer is subjected to a heat treatment process. First, in order to remove the crystal water or organic matter of the deposited powder is heat-treated for 1 hour in an oxygen atmosphere (atmosphere) of 500 degrees. Next, the dried thin film is heat-treated in a tubular furnace for 2 hours to melt the oxide powder. The melting temperature depends on the composition of the thin film, in the present invention is 1250 to 1330 degrees for the core layer, 900-1000 degrees for the over cladding layer. After melting, quenching in air to produce a glass thin film.
도 3 내지 도 6은 에어로졸 공정을 사용하여 제조된 유리 박막의 특성을 나타내는 그래프로서, 도 3 내지 도 4은 전술한 에어로졸 공정을 이용하여 (92-x)SiO2-xB2O3-8P2O5유리 조성으로 제조된 박막의 특성을 도시하는 그래프이고, 도 5 및 도 6은 62SiO2-30B2O3-8P2O5조성에 GeO2및 Er2O3를 첨가한 경우 굴절률에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다. 먼저, 도 3은 (92-x)SiO2-xB2O3-8P2O5용액 또는 박막에서 B2O3의 농도에 따른 유리 박막의 굴절률과 용융온도(consolidation temperature)를 나타내는 그래프이다. B2O3의 함량이 20에서 70몰 로 증가함에 따라 굴절률은 1.4589에서 1.4683으로 증가한다. 일반적으로 SiO2-B2O3계에서 B2O3의 함량이 증가함에 따라 굴절률은 감소 후 증가하나 용융 후 서냉하는 경우는 도 3에 도시된 것과 같은 결과를 보인다. 이는 B2O3의 함량이 증가함에 따라 삼각형 구조를 갖는 B2O3가 사면체 구조로 바뀌고 Si를 치환하면서 유리구조가 더 치밀해져 굴절률이 증가되는 것으로 보인다.3 to 6 are graphs showing characteristics of the glass thin film manufactured using the aerosol process, and FIGS. 3 to 4 are (92-x) SiO 2 -xB 2 O 3 -8P 2 using the aerosol process described above. 5 and 6 are graphs showing the characteristics of thin films prepared with an O 5 glass composition, and FIG. 5 and FIG. 6 show the effect of refractive index when GeO 2 and Er 2 O 3 are added to the 62SiO 2 -30B 2 O 3 -8P 2 O 5 composition. It is a graph showing the effect. First, Figure 3 is a (92-x) is a graph showing the refractive index and the melting temperature (consolidation temperature) of the glass thin films in the SiO 2 -xB 2 O 3 -8P 2 O 5 solution or a thin film to the concentration of B 2 O 3. As the B 2 O 3 content increases from 20 to 70 moles, the refractive index increases from 1.4589 to 1.4683. In general, as the content of B 2 O 3 increases in SiO 2 -B 2 O 3 system, the refractive index increases after decrease but slow cooling after melting shows the same results as shown in FIG. 3. This is because as the content of B 2 O 3 increases, B 2 O 3 having a triangular structure is changed into a tetrahedral structure and the glass structure becomes more dense as Si is substituted, thereby increasing the refractive index.
유리의 굴절률은 냉각속도와 열처리 조건 등에 따라 달라지는데, 광 증폭소자 제작 시 언더클래드 층은 층이 형성된 후 코어층 및 오버클래드층 형성 시 두 번 더 열처리 과정을 거치고, 코어는 한번 더 열처리 과정을 거친다. 예를 들어, 언더클래드를 1350도에서 유리화한 후 여기에 코어층을 증착하여 1320도에서 열처리 과정을 거친다. 코어층을 식각하여 코어를 형성한 후 오버클래드를 증착하여 1000도에서 마지막 열처리를 거친다. 따라서 층 형성 후 열처리에 의한 굴절률의 변화는 매우 중요하다.The refractive index of the glass varies depending on the cooling rate and heat treatment conditions.In the fabrication of the optical amplification device, the under cladding layer undergoes two additional heat treatments when the core layer and the over cladding layer are formed after the layer is formed, and the core undergoes another heat treatment. . For example, after the under cladding is vitrified at 1350 degrees, a core layer is deposited thereon and subjected to a heat treatment at 1320 degrees. The core layer is etched to form a core, and then the overclad is deposited to undergo a final heat treatment at 1000 degrees. Therefore, the change of the refractive index by heat treatment after layer formation is very important.
도 4은 이와 같은 열처리의 영향을 알아보기 위해 (92-x)SiO2-xB2O3-8P2O5조성을 유리화한 후 공구 중에서 급냉시킨 샘플을 전이온도 이상에서 24시간 재열처리하는 실험을 수행한 후 경우, 재열처리 온도에 따른 유리 박막의 굴절률의 변화를 도시한 그래프이다. 전이 온도 부근에서는 굴절률이 급격히 상승하나 900도 이상에서 재열처리하는 경우 굴절률의 변화가 거의 없음을 알 수 있다. 다시 말하면 형성된 언더클래드 층의 굴절률에 영향을 주지 않기 위해서 코어 및 오버클래드의 유리화 온도는 900도 이상이어야 한다.4 is an experiment of reheating a sample quenched in a tool for 24 hours at a transition temperature after vitrifying the composition of (92-x) SiO 2 -xB 2 O 3 -8P 2 O 5 to determine the effect of such heat treatment. After performing, it is a graph showing the change of the refractive index of the glass thin film according to the reheating temperature. The refractive index rapidly rises near the transition temperature, but it can be seen that there is almost no change in the refractive index when reheating at 900 degrees or more. In other words, the vitrification temperature of the core and overclad should be at least 900 degrees in order not to affect the refractive index of the formed underclad layer.
언더클래드 층과 코어사이의 굴절률의 변화율을 Δ라고 하는데 도 3 내지 도 4에 도시된 실험 결과 중에서, 이 값을 가장 크게 하기 위해서 B2O3가 각각 20 및 70 몰 인 경우(x=20, x=70)로 두 층을 제조하면 Δ는 0.7이 된다. 그러나 이보다 굴절률을 좀더 용이하게 조절될 수 있어야 다양한 소자를 제조할 수 있다. 도 5는 62SiO2-30B2O3-8P2O5에 x wt(x= 2 내지 12)의 GeO2를 첨가한 경우의 굴절률을 도시한 그래프이다. 도 5에 따르면 GeO2를 2에서 12로 증가시킴에 따라 굴절률이 1.4633에서 1.4716으로 증가하였다. 이와 같이 GeO2를 첨가함으로써 0.3에서 0.75의 다양한 값의 Δ를 얻을 수 있다.The change rate of the refractive index between the under cladding layer and the core is called Δ. In the experimental results shown in FIGS. 3 to 4, B 2 O 3 is 20 and 70 moles, respectively, in order to maximize this value (x = 20, x = 70) yields Δ 0.7. However, the refractive index can be adjusted more easily than this to manufacture various devices. FIG. 5 is a graph showing the refractive index when x wt (x = 2 to 12) GeO 2 is added to 62SiO 2 -30B 2 O 3 -8P 2 O 5 . According to FIG. 5, as the GeO 2 was increased from 2 to 12, the refractive index increased from 1.4633 to 1.4716. By adding GeO 2 in this way, various values Δ of 0.3 to 0.75 can be obtained.
도 6는 Er2O3를 첨가하였을 때 굴절률의 변화를 도시한 그래프로서, 첨가되는 Er2O3의 함량이 클수록 굴절률이 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 소자 생성 시는 원하는 굴절률을 얻을 수 있도록 B2O3, P2O5, GeO2, Na2O및Er2O3등의 함량을 적절히 조절한다.FIG. 6 is a graph illustrating a change in refractive index when Er 2 O 3 is added, and it can be seen that the refractive index increases as the amount of Er 2 O 3 added increases. Therefore, during the generation of the device, the content of B 2 O 3 , P 2 O 5 , GeO 2 , Na 2 O, and Er 2 O 3 is appropriately adjusted to obtain a desired refractive index.
본 발명의 바람직한 실시 예에서, 에어로졸 공정을 이용하여 광 증폭소자의 코어층 및 오버클래드를 만들었을 때 각 층의 열처리 온도, 생성된 박막의 조성비(몰 ) 및 생성된 박막의 굴절률은 표 2와 같다.In a preferred embodiment of the present invention, when the core layer and the overclad of the optical amplification device is made using an aerosol process, the heat treatment temperature of each layer, the composition ratio (mol) of the resulting thin film and the refractive index of the resulting thin film are shown in Table 2 and same.
표 2에서 제조된 박막의 조성비는 EPMA(Elecrton Probe Micro Analysis)를 이용하여 측정하였다. 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 코어의 굴절률에 변화가 생기지 않도록 하기 위하여 오버클래드의 열처리 온도는 900도 이상으로 하였다. 또한 코어의 형태에 변형을 가하지 않도록 하기 위하여 오버클래드의 열처리 온도는 1000도 이하로 하였다. 또한 표 2과 같은 조성비 범위에서 언더클래드와 코어층간의 굴절률 변화율은 0.3 내지 1.0Δ값을 얻을 수 있었다.The composition ratio of the thin film prepared in Table 2 was measured using EPMA (Elecrton Probe Micro Analysis). As described with reference to FIG. 4, the heat treatment temperature of the overclad was 900 degrees or more in order to prevent a change in the refractive index of the core. In addition, in order not to add a deformation | transformation to the shape of a core, the heat processing temperature of the overclad was 1000 degrees or less. In addition, in the composition ratio range shown in Table 2, the refractive index change rate between the under cladding and the core layer was 0.3 to 1.0Δ.
보다 바람직하게 언더클래드, 코어 및 오버클래드는 각각 1350도, 1300도 및 900 내지 1000도에서 열처리된다.More preferably, the underclad, core and overclad are heat treated at 1350 degrees, 1300 degrees and 900 to 1000 degrees, respectively.
표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 광 증폭소자에서는 에어로졸 공정을 이용하여, 코어에 P2O5를 다량(20 내지 45몰 ) 첨가하고 또한 Na2O를 첨가함으로써 SiO2의 공유결합을 끊어서, 다량의 어븀을 덩이짐 현상 없이 첨가할 수 있게 되었다.As can be seen from Table 4, in the optical amplification device of the present invention, a large amount (20 to 45 mol) of P 2 O 5 is added to the core by using an aerosol process, and covalent bonding of SiO 2 is performed by adding Na 2 O By cutting off, a large amount of erbium can be added without lumping.
또한 오버클래드에 Na2O를 첨가함으로써 오버클래드의 열처리 온도를 코어에 영향을 주지 않을 만큼의 온도인 900 내지 1000도로 낮출 수 있었다.In addition, by adding Na 2 O to the overclad, the heat treatment temperature of the overclad could be lowered to 900 to 1000 degrees, a temperature not affecting the core.
본 발명의 광 증폭소자 제조 방법이 본 명세서 내에서 어븀을 포함하는 실시 예에 대해서만 기술되어 있으나, 다른 희토류 금속을 포함하는 광증폭소자나 텔루리움(Tellurium)이 첨가된 광증폭소자에도 이용될 수 있다.Although the method for manufacturing the optical amplifying device of the present invention is described only for the embodiment including erbium in the present specification, the optical amplifying device may be used in an optical amplification device including other rare earth metals or an optical amplification device in which Tellurium is added. .
오버클래드에 최소한 (코어의 용융 온도-100도) 이하에서 열처리 공정이 가능한 재료를 사용함으로써 코어층의 융점의 범위를 넓힐 수 있으므로 다양한 기능을 갖는 소자를 개발할 수 있고, 오버클래드의 열처리 공정 시 코어의 변형이 생기지 않으므로 생산의 재현성이 높아진다.By using a material that can be heat-treated at least (core melting temperature -100 degrees) or less in the overclad, the melting point of the core layer can be widened, so that devices with various functions can be developed. Since no deformation occurs, the reproducibility of production is increased.
광 증폭소자를 구성하는 유리 박막의 제조에 에어로졸 공정을 사용함으로써, 유리박막에 덩이짐 현상이 없이 다량의 어븀을 첨가할 수 있다. 다량의 어븀을 첨가함에 따라 증폭소자의 길이가 단축되고 또한 저가의 광 증폭소자를 제조할 수 있다.By using an aerosol process for the production of the glass thin film constituting the optical amplifying element, a large amount of erbium can be added to the glass thin film without lumping phenomenon. By adding a large amount of erbium, the length of the amplifier can be shortened and a low cost optical amplifier can be manufactured.
Claims (22)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019990051458A KR20010047298A (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Planar optic amplifier using aerosol process and method for manufacturing the same |
JP2000350525A JP2001185786A (en) | 1999-11-19 | 2000-11-17 | Planar type light amplifying element using aerosol process and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019990051458A KR20010047298A (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Planar optic amplifier using aerosol process and method for manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20010047298A true KR20010047298A (en) | 2001-06-15 |
Family
ID=19620797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019990051458A KR20010047298A (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Planar optic amplifier using aerosol process and method for manufacturing the same |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001185786A (en) |
KR (1) | KR20010047298A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100832939B1 (en) * | 2001-06-15 | 2008-05-27 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | Optical control unit and forming method therefor |
-
1999
- 1999-11-19 KR KR1019990051458A patent/KR20010047298A/en active IP Right Grant
-
2000
- 2000-11-17 JP JP2000350525A patent/JP2001185786A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100832939B1 (en) * | 2001-06-15 | 2008-05-27 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | Optical control unit and forming method therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001185786A (en) | 2001-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5563979A (en) | Erbium-doped planar optical device | |
GB2066805A (en) | Glass waveguide for optical circuit and fabrication method thereof | |
EP0477898A2 (en) | Method for producing a quartz optical waveguide | |
GB2181861A (en) | Method of making a planar lightwave guide | |
Vasconcelos et al. | Fluorescence properties of rare-earth-doped sol-gel glasses | |
KR20010047296A (en) | Planar optic waveguide using aerosol process and method for manufacturing the same | |
KR20010047298A (en) | Planar optic amplifier using aerosol process and method for manufacturing the same | |
JP2900732B2 (en) | Manufacturing method of optical waveguide | |
JP3283922B2 (en) | Manufacturing method of planar optical waveguide and obtained device | |
JPH05215929A (en) | Manufacture of glass waveguide | |
US6631235B1 (en) | Planar lightwave circuit platform and method for manufacturing the same | |
JPH02244104A (en) | Glass optical wave guide | |
JPH05100123A (en) | Production of optical waveguide | |
JP2831407B2 (en) | Manufacturing method of rare earth element doped waveguide | |
JP2682919B2 (en) | Optical waveguide and method of manufacturing the same | |
JPH07318734A (en) | Quartz glass waveguide and its production | |
KR100369239B1 (en) | Aerosol Flame Deposition Method for Over-cladding process of Planar Silica Optical Waveguide | |
KR20020040551A (en) | Optical waveguide and manufacturing method thereof | |
JPS6039605A (en) | Production of optical waveguiding film | |
JP2953173B2 (en) | Optical waveguide | |
JPH06263452A (en) | Production of optical waveguide | |
JP3840835B2 (en) | Method for manufacturing silica-based glass waveguide element | |
KR100420175B1 (en) | Optical fiber preform and manufacturing method thereof | |
Huang | Development of germanium based sulphide glass by chemical vapour deposition (CVD) | |
JPH06347657A (en) | Produciton of optical waveguide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
NORF | Unpaid initial registration fee |