KR20030028311A - 광 도파로와 ｍｅｍｓ 액추에이터를 구비한 가변 광 감쇠기 - Google Patents

광 도파로와 ｍｅｍｓ 액추에이터를 구비한 가변 광 감쇠기 Download PDF

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Abstract

광 도파로와 MEMS 액추에이터가 구비된 가변 광 감쇠기가 개시된다. 개시된 가변 광 감쇠기는, 소정 간격 이격되어 서로 대향하도록 배치된 입력단측 광 도파로와 출력단측 광 도파로를 구비한다. 입력단측 광 도파로는 입력단측 광 섬유를 통해 입사된 광의 폭을 확대시키기 위해 광의 진행 경로를 따라 그 폭이 점차 증가하는 형태를 가지며, 출력단측 광 도파로는 폭이 확대된 광을 출력단측 광 섬유쪽으로 집속하기 위해 광의 진행 경로를 따라 그 폭이 점차 감소하는 형태를 가진다. 입력단측 광 도파로와 출력단측 광 도파로 사이의 공간에는 광 셔터가 배치되며, 광 셔터는 MEMS 액추에이터에 의해 이동하며 광의 세기를 가변적으로 감쇠시킨다. 이러한 구성의 가변 광 감쇠기는 대량생산 및 어레이 형태로 제작이 가능하며, 주위 온도의 변화에 영향을 받지 않는다.

Description

광 도파로와 ＭＥＭＳ 액추에이터를 구비한 가변 광 감쇠기{Variable optical attenuator having waveguides and MEMS actuator}
본 발명은 광 감쇠기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 섬유를 통해 전송되는 광의 세기를 가변적으로 감쇠시키는 가변 광 감쇠기에 관한 것이다.
최근 광 섬유(optical fiber)를 이용한 광통신 시스템에 대한 관심이 점차 고조됨에 따라 통신망에 널리 사용되는 광통신 기기나 광통신 소자에 관련된 기술 개발이 활발해지고 있다. 광 감쇠기(optical attenuator)는 이러한 광통신 소자들 중의 하나로서, 입사된 광의 세기를 일정량만큼 인위적으로 감쇠시킨 후 감쇠된 광이 출력될 수 있도록 하는 소자이며, 감쇠량이 고정되어 있는 고정 광 감쇠기와 광의 감쇠량을 가변시킬 수 있는 가변 광 감쇠기로 나뉘어진다. 이러한 광 감쇠기는 주로 광통신 소자들의 광투과값들이 달라서 문제가 될 때 사용된다. 예를 들면, 파장 분할 다중(WDM; wavelength division multiplexing) 시스템에서 여러 개의 서로 다른 파장을 가진 광을 사용할 때, 시스템은 사용되는 광의 세기가 모두 동일하도록 설계되는데 반해 광원으로 사용되는 레이저(laser)의 세기는 다를 수 밖에 없으므로, 이를 보정하기 위해서 광 감쇠기가 사용될 수 있다. 또한, 광 스위치(optical switch)나 WDM 시스템의 MUX/DEMUX(합파기/분파기)의 경우에도 각 채널마다 광투과율이 다르기 때문에 이를 같도록 하려면 광 감쇠기가 필요하게 된다. 한편, 광이 진행하는 경로에 따라 광 손실이 다를 수 있으므로, 투과율이 고정되지 않고 변화될 수 있는 가변 광 감쇠기가 필요하게 된다.
상술한 다양한 이용 분야를 충족시키기 위해 여러 종류의 광 감쇠기가 개발되어 있는데, 그 중의 한 형태가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 광 감쇠기는 GRIN(Graded-index) 로드 렌즈(rod lens)(12, 22)와 광 셔터(optical shutter)(25)를 채용하고 있다.
도 1을 참조하면, 입력단측 광 섬유(11)를 통해 입사된 광은 입력단측 GRIN 로드 렌즈(12)에서 확산되어 출사된다. 이때, 광의 폭의 대략 10㎛에서 대략 1mm 이상으로 확대된다. 이와 같이 그 폭이 확대되어 입력단측 GRIN 로드 렌즈(12)로부터 출사되는 광은 이와 소정 간격 이격되어 대향하여 설치된 출력단측 GRIN 로드 렌즈(22)로 입사된다. 이어서 광은 출력단측 GRIN 로드 렌즈(22) 내에서 집속되어 출력단측 광 섬유(21)를 통해 출력된다. 이러한 광의 경로 중에는 광의 세기를 감쇠시키기 위한 광 셔터(25)가 두 개의 GRIN 로드 렌즈(12, 22) 사이의 공간(23) 내에 설치되어 진행되는 광의 일부를 차단하게 된다. 광 셔터(25)는 이에 의해 차단되는 광의 양을 조절할 수 있도록 액추에이터(actuator, 27)에 의해 공간(23) 내부를 이동할 수 있으며, 그 이동하는 거리는 제어장치(controller, 29)에 의해 제어된다.
이와 같은 구성을 가진 종래의 가변 광 감쇠기에는 상술한 바와 같이 GRIN 로드 렌즈(12, 22)가 마련되어 있는데, 이들은 콜리메이터(collimator)로서의 기능도 갖고 있기 때문에 출사되는 광이 퍼지지 않고 평행광을 이루게 되므로 그들 사이의 거리가 멀더라도 상기 공간(23)에서 광이 불필요하게 손실되는 것을 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, GRIN 로드 렌즈(12, 22)는 광의 폭을 1mm 이상으로 확대하게 되므로 광 셔트(25)가 동작할 수 있는 거리를 보다 크게 확보할 수 있는 장점이 있다. 만약 GRIN 로드 렌즈(12, 22) 없이 광 섬유(11, 21)만을 사용하는 경우에는, 광의 폭이 좁아서 광 셔터(25)의 동작을 대략 0.1㎛ 이하의 정밀도로 조절해야 하므로, 이는 매우 어려우며 신뢰성 또한 확보하기 힘들게 된다. 그러나, GRIN 로드 렌즈(12, 22)를 사용하는 경우에는 이들을 정렬할 때 매우 정밀한 조절장비가 필요하게 되며, 일반적으로 직접 광을 광 섬유(11, 21)에 투과시켜 최적의 정렬 조건을 찾아서 조립하는 액티브 얼라인(active align) 장비를 사용한다. 이러한 이유로 인해서, GRIN 로드 렌즈(12, 22)를 사용하는 광 감쇠기는 대량 생산에 적합하지 못한 단점이 있다.
도 2에는 종래의 광 감쇠기 중 다른 형태의 것이 도시되어 있다. 도 2에 도시된 광 감쇠기는 GRIN 로드 렌즈 대신에 광 도파로(waveguide, 31)를 채용하고 있다. 이러한 구조의 광 감쇠기는 WDM DEMUX 소자인 AWG(Arrayed waveguide grating)와 같이 광 도파로를 사용하는 광통신 소자에 적용하기 위해 제안된 것이다. 즉, 도 2에 도시된 광 감쇠기는 광통신 소자의 광 도파로(31)에 히터(33)를 설치함으로써 간단하게 구성될 수 있다. 이러한 구성의 광 감쇠기에서, 히터(33)를 사용하여 광 도파로(31)에 열을 가하면 광 도파로(31)의 광투과 특성이 변하게 되어, 광의 투과율을 조절할 수 있게 된다.
이와 같은 구성을 가진 종래의 가변 광 감쇠기는, 도 1에 도시된 광 감쇠기에 비해 그 구조가 간단하며 그 제조 공정도 단순하므로 어레이(array) 형태의 가변 광 감쇠기를 용이하게 제조할 수 있게 되어 대량생산에 적합한 장점이 있다. 그러나, 도 2의 광 감쇠기에서는 열을 가하여 광투과 특성을 변화시킨다는 점에서 주위 온도의 변화에도 민감하게 반응하게 된다. 따라서, 소자 주위의 온도가 변하게 되면 광 도파로(31)의 특성도 따라서 변하게 되어 원하지 않는 특성의 변화를 일으킬 수 있으므로 온도를 보정해 줄 수 있는 온도조절 장치를 부가적으로 필요로 하게 되는 단점이 있다.
본 발명의 일 목적은 점차 벌어진 형태의 광 도파로를 사용하여 광 셔터의 높은 제어 정밀도를 완화할 수 있으며 대량생산 및 어레이 형태로 제작이 가능한 가변 광 감쇠기를 제공하는데 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 MEMS 액추에이터를 사용하여 주위 온도의 변화에 영향을 받지 않는 가변 광 감쇠기를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 가변 광 감쇠기의 일례를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 2는 종래의 가변 광 감쇠기의 다른 예를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 가변 광 감쇠기의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 광 셔터의 변형예들을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 가변 광 감쇠기의 다른 제조 방법을 보여주는 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 광 감쇠기의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가변 광 감쇠기의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 제어용 광 도파로가 마련된 가변 광 감쇠기의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 가변 광 감쇠기에서 광 셔터의 이동 거리에 따른 광의 감쇠량을 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100,101,102...기판 110...입력단측 광 섬유
120...출력단측 광 섬유 130,230,330,430...입력단측 광 도파로
140,240,340,440...출력단측 광 도파로
150...공간 160,162,164...광 셔터
170...MEMS 액추에이터 180...제어장치
445...제어용 광 도파로 490...광수신 소자
상기의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은, 입력단측 광 섬유를 통해 입사된 광의 폭을 확대시키기 위해 광의 진행 경로를 따라 그 폭이 점차 증가하는 형태를 가진 입력단측 광 도파로; 상기 입력단측 광 도파로와 소정 간격 이격되어 서로 대향하도록 배치되며, 그 폭이 확대된 광을 출력단측 광 섬유쪽으로 집속하기 위해 광의 진행 경로를 따라 그 폭이 점차 감소하는 형태를 가진 출력단측 광 도파로; 상기 입력단측 광 도파로와 상기 출력단측 광 도파로 사이의 공간에 이동가능하도록 배치되어 광의 세기를 가변적으로 감쇠시키는 광 셔터; 상기 광 셔터를 이동시키는 MEMS 액추에이터; 및 상기 MEMS 액추에이터를 제어하는 제어장치;를 구비한다.
이러한 구성을 가진 본 발명의 가변 광 감쇠기에 의하면, 입력단측 광 도파로에 의해 광의 폭이 확대하므로 광 셔터를 높은 정밀도로 이동시키지 않아도 광의 감쇠량을 원하는 여러 단계로 조절할 수 있게 된다.
그리고, 상기 출력단측 광 도파로의 출력단부에 인접하여 제어용 광 도파로가 상기 출력단측 광 도파로로부터 분기되어 형성되며, 상기 제어용 광 도파로의 출력단부의 전방에는 광수신 소자가 마련된다. 따라서, 상기 광수신 소자에 의해 감지된 광의 세기에 따라 상기 제어장치가 상기 MEMS 액추에이터를 제어하여 상기 광 셔터의 위치를 조절할 수 있다.
여기에서, 상기 입력단측 광 도파로와 출력단측 광 도파로는 그 폭이 선형으로 증감되거나, 아크형으로 증감될 수 있다. 바람직하게는, 상기 입력단측 광 도파로와 출력단측 광 도파로는 깔때기 형태를 가진다. 아크형이나 깔때기 형태의 입력단측 광 도파로는 입력단측 광 섬유를 통해 입사된 광이 그 폭이 확대되도록 하는 동시에 평행광을 이루도록 한다. 따라서, 상기 공간에서 광이 불필요하게 손실되는 것을 줄일 수 있다.
또한, 상기 MEMS 액추에이터로는 콤 드라이브 또는 스크래치 드라이브 액추에이터가 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 가변 광 감쇠기는 주위 온도의 변화에 영향을 받지 않는다.
또한, 상기 광 셔터의 상기 입력단측 광 도파로의 개구와 마주보는 일측면은 소정 각도 경사진 것이 바람직하다. 이러한 본 발명에 의하면, 광이 광 셔터의 일측면에 반사되어 다시 입력단측 광 도파로의 개구쪽으로 되돌아 가는 것을 방지할 수 있다.
상기 입력단측 광 도파로, 출력단측 광도파로, 광 셔터 및 MEMS 액추에이터는 하나의 기판 상에 일체로 형성될 수 있다. 한편, 상기 입력단측 광 도파로 및 출력단측 광도파로는 제1 기판 상에 형성되고, 상기 광 셔터 및 MEMS 액추에이터는 제2 기판 상에 형성되어, 상기 제1 기판과 제2 기판을 결합시킴으로써 본 발명에 따른 가변 광 감쇠기가 이루어질 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가변 광 감쇠기는 그 구성요소들을 기판 상에 일체화하여 형성할 수 있으므로, 그 제조 공정이 보다 간단하게 되고 대량 생산도 가능하게 되며, 더 나아가 어레이 형태로 제조가 가능하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 가변 광 감쇠기의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 가변 광 감쇠기의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 가변 광 감쇠기는 그 입력단측과 출력단측에 각각 광 도파로(130, 140)가 마련되며, 광 셔터(160)를 구동시키기 위한 MEMS(Microelectromechanical System) 액추에이터(170)를 구비한 것을 특징으로 한다.
입력단측 광 도파로(130)는 기판(100)상에 형성되며, 광의 진행 경로를 따라서 점차 그 폭이 증가하는 형태를 가진다. 다시 설명하면, 입력단측 광 도파로(130)는 입력단측 광 섬유(110)에 인접한 일측 단부로부터 타측 단부쪽으로 가면서 그 폭이 선형적으로 증가하는 형태를 가진다. 따라서, 입력단측 광 섬유(110)를 통해 입력단측 광 도파로(130)에 입사된 광은 그 폭이 확대되어 개구(132)를 통해 출사된다.
출력단측 광 도파로(140)는 역시 기판(100) 상에 형성되며, 입력단측 광 도파로(130)와 소정 간격 이격되어 서로 대향하도록 배치된다. 출력단측 광 도파로(140)는 입력단측 광도파로(130)의 형태와는 대칭되는 형태, 즉 광의 진행 경로를 따라서 그 폭이 선형적으로 감소하는 형태를 가진다. 다시 설명하면, 출력단측 광 도파로(140)는 입력단측 광 도파로(130)와 마주보는 일측 단부의 개구(142)로부터 출력단측 광 섬유(120)쪽으로 가면서 그 폭이 선형적으로 감소하는 형태를 가진다. 따라서, 입력단측 광 도파로(130)로부터 그 폭이 확대되어 출사되는 광은 출력단측 광 도파로(140)의 개구(142)를 통해 들어와서 출력단측 광 섬유(120)쪽으로 진행하면서 점차 집속된다.
광 셔터(160)는 입력단측 광 도파로(130)와 출력단측 광 도파로(140) 사이의 공간(150)에 이동가능하도록 배치된다. 광 셔터(160)는 광이 투과되지 않는 재료로 이루어지며, 상기 공간(150) 내에서 입력단측 광 도파로(130)로부터 출력단측 광 도파로(140)쪽으로 진행하는 광의 소정량을 차단함으로써 출력되는 광의 세기를 감쇠시키는 역할을 한다. 광 셔터(160)는 상기 공간(150) 내부에서 전후로 이동할 수 있으며, 그 위치에 따라 광의 차단 정도가 변화하게 되므로 광의 감쇠량이 조절될 수 있다.
본 발명에서는, 광의 진행 경로를 따라서 그 폭이 점차 넓어지는 형상을 가진 입력단측 광 도파로(130)에 의해 광의 폭이 확대하므로 광 셔트(160)가 동작할 수 있는 거리를 보다 크게 확보할 수 있게 되어 광 셔터(160)의 높은 제어 정밀도가 요구되지 않는다. 다시 설명하면, 만약 광의 폭이 좁으면 광의 감쇠량을 여러 단계로 조절하기 위해서는 광 셔터(160)를 매우 정밀하게 이동시켜야 하나, 이는 매우 곤란하다. 그러나, 광의 폭이 넓으면 광 셔터(160)를 높은 정밀도로 이동시키지 않아도 광의 감쇠량을 원하는 여러 단계로 조절할 수 있게 된다.
한편, 광 셔터(160)는 도 3에 도시된 바와 같은 직육면체 형상을 가질 수 있으나, 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이 다른 형상을 가질 수 있다. 도 4a와 도 4b에 도시된 형상의 광 셔터(162, 164)는 입력단측 광 도파로(130)의 개구(132)와 마주보는 일측면(163, 165)이 소정 각도 경사져 있다. 즉, 도 4a에 도시된 광 셔터(162)는 그 일측면(163)이 높이 방향으로 경사져 있으며, 도 4b에 도시된 광셔터(164)는 그 일측면(165)이 길이 방향으로 경사져 있다. 이와 같은 형상의 광 셔터(162, 164)는 광이 그 일측면(163, 165)에 반사되어 다시 입력단측 광 도파로(130)의 개구(132)쪽으로 되돌아 가는 것을 방지할 수 있으므로 바람직하다.
다시 도 3을 참조하면, 이러한 광 셔터(160)의 전후 방향 이동은 광 셔터(160)의 일단부에 마련된 MEMS 액추에이터(170)에 의해 이루어진다. 그리고, 제어장치(controller, 180)는 원하는 광의 감쇠량에 따라 광 셔터(160)의 전후 이동 거리가 조절되도록 MEMS 액추에이터(170)를 제어한다. MEMS 액추에이터(170)로는 여러가지가 있으나, 바람직하게는 잘 알려져 있는 콤 드라이브(comb drive) 또는 스크래치 드라이브 액추에이터(SDA: Scratch Drive Actuator)가 사용될 수 있으며, 이들은 광 도파로(130, 140)와 같이 기판(100) 상에 형성된다. 예를 들어, 콤 드라이브는 고정 빔(stationary beam)에 부착된 고정 핑거(fixed fingers) 세트와 가동 스테이지(movable stage)에 부착된 가동 핑거(movable fingers) 세트를 구비하고 있다. 이러한 구성의 콤 드라이브에 있어서, 선택된 고정 핑거에 바이어스 전압을 인가하면 가동 스테이지가 전후로 이동하게 되므로, 가동 스테이지에 광 셔터(160)를 연결시키면 가동 스테이지의 이동에 따라 광 셔터(160)도 이동할 수 있게 된다. 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 광 셔터(160)를 구동시키기 위하여 MEMS 액추에이터(170)를 사용하므로, 주위 온도의 변화에 영향을 받지 않는다.
그리고, 도 3에 도시된 광 감쇠기는 그 구성요소들, 즉 입력단측 광 도파로(130)와 출력단측 광 도파로(140)와 광 셔터(160)와 MEMS 액추에이터(170)가 모두 기판(100) 상에 일체로 형성되므로, 그 제조 공정이 보다 간단하게 되며 대량생산도 가능하게 되며, 더 나아가 어레이(array) 형태로 제조가 가능하게 된다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 감쇠기는 그 구성요소들을 두 개의 기판(101, 102) 상에 나누어 형성한 뒤, 두 개의 기판(101, 102)을 결합시킴으로써 이루어질 수 있다. 상세하게 설명하면, 입력단측 광 도파로(130) 및 출력단측 광 도파로(140)는 그들 사이에 공간(150)을 두고 제1 기판(101)상에 형성하고, 광 셔터(160) 및 MEMS 액추에이터(170)는 제2 기판(102) 상에 형성한다. 이어서, 광 셔터(160)가 공간(150) 내부에 위치하도록 제1 기판(101)과 제2 기판(102)을 결합하게 되면 본 발명에 따른 가변 광 감쇠기가 이루어질 수 있다.
도 6, 도 7 및 도 8에는 본 발명의 가변 광 감쇠기의 다른 실시예들이 도시되어 있다. 여기에서, 전술한 제1 실시예에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
먼저 도 6을 참조하면, 입력단측 광 도파로(230)와 출력단측 광 도파로(240)는 그 폭이 아크형으로 증가되거나 감소된다. 한편, 도 7에 도시된 광 감쇠기는 깔때기 형태의 입력단측 광 도파로(330)와 출력단측 광 도파로(340)를 구비한다. 즉, 입력단측 광 도파로(330)는, 입력단측 광 섬유(110)에 인접한 부위에서는 그 폭이 완만하게 확대되거나 또는 일정하게 유지되며, 공간(150)에 인접한 부위에서는 그 폭이 대략 반원형으로 급격히 확대된다. 그리고, 출력단측 광 도파로(340)는 입력단측 광 도파로(330)의 형태와 대칭되는 형태를 가진다.
도 6과 도 7에 도시된 바와 같은 형태를 가진 입력단측 광 도파로(230, 330)는 입력단측 광 섬유(110)를 통해 입사된 광이 그 폭이 확대되도록 하는 동시에 평행광을 이루도록 한다. 따라서, 공간(150)에서 광이 불필요하게 손실되는 것을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 8에는 제어용 광 도파로(445)가 마련된 가변 광 감쇠기가 도시되어 있다. 도 8에 도시된 가변 광 감쇠기는 도 7에 도시된 것과 같은 깔때기 형태의 입력단측 광 도파로(430)와 출력단측 광 도파로(440)를 가진다. 그러나, 입력단측 광 도파로(430)와 출력단측 광 도파로(440)는 도 3과 도 6에 도시된 것과 같은 형태를 가질 수도 있다. 제어용 광 도파로(445)는 출력단측 광 도파로(440)의 출력단부에 인접하여 출력단측 광 도파로(440)로부터 분기된 형태로 형성된다. 그리고, 제어용 광 도파로(445)의 출력단부의 전방에는 광수신 소자(photodetector, 490)가 마련된다. 광수신 소자(490)는 제어용 광 도파로(445)를 통해 출력되는 광의 세기를 감지하여 제어장치(180)로 피드백하는 역할을 하게 된다. 이로써, 광수신 소자(490)에 의해 감지된 광의 세기에 따라 제어장치(180)가 MEMS 액추에이터(170)를 제어하여 광 셔터(160)의 위치를 조절할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 가변 광 감쇠기에서 광 셔터의 이동 거리에 따른 광의 감쇠량을 나타낸 그래프이다. 이 그래프는 OPTIWAVE 사의 BPM-CAD 프로그램을 사용하여 시뮬레이션한 결과로서, 광 셔터를 1㎛ 단위로 광 도파로 사이의 공간 내부로 이동시켰을 때 발생하는 광손실을 보여준다. 도 9의 그래프를 보면, 광 셔터의 이동 거리가 증가함에 따라 광의 감쇠량도 점차적으로 증가함을 알 수 있다.
한편, 광 감쇠기는 입력단측 광 도파로에 입력되는 광의 편광상태에 따라서 출력단측 광 도파로를 통해 출력되는 광의 세기가 달라지는 PDL(PolarizationDependent Loss) 현상을 최소로 하는 구조로 설계될 필요가 있다. 도 9의 그래프는 서로 수직한 두 개의 편광상태, 즉 TE(Transverse Electric)파와 TM(Transverse Magnectic)파 각각에 대한 광손실이 50dB의 감쇠량까지는 거의 차이가 없다는 것을 보여준다. 따라서, 본 발명에 따른 광 감쇠기에서는 PDL이 매우 적은 장점이 있음을 알 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가변 광 감쇠기에 의하면, 그 폭이 점차 증가되는 입력단측 광 도파로에 의해 광의 폭이 확대하므로 광 셔터를 높은 정밀도로 이동시키지 않아도 광의 감쇠량을 원하는 여러 단계로 조절할 수 있는 장점이 있다. 그리고, 제어용 광 도파로와 광수신 소자를 구비하게 되면, 원하는 광의 감쇠량에 따라 광 셔터의 위치를 자동적으로 조절할 수 있게 된다.
또한, 광 셔터를 구동시키기 위해 MEMS 액추에이터를 사용하므로, 주위 온도의 변화에 영향을 받지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 가변 광 감쇠기는 그 구성요소들을 기판 상에 일체화하여 형성할 수 있으므로, 그 제조 공정이 보다 간단하게 되고 대량 생산도 가능하게 되며, 더 나아가 어레이 형태로 제조가 가능한 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 입력단측 광 섬유를 통해 입사된 광의 폭을 확대시키기 위해 광의 진행 경로를 따라 그 폭이 점차 증가하는 형태를 가진 입력단측 광 도파로;
    상기 입력단측 광 도파로와 소정 간격 이격되어 서로 대향하도록 배치되며, 그 폭이 확대된 광을 출력단측 광 섬유쪽으로 집속하기 위해 광의 진행 경로를 따라 그 폭이 점차 감소하는 형태를 가진 출력단측 광 도파로;
    상기 입력단측 광 도파로와 상기 출력단측 광 도파로 사이의 공간에 이동가능하도록 배치되어 광의 세기를 가변적으로 감쇠시키는 광 셔터;
    상기 광 셔터를 이동시키는 MEMS 액추에이터; 및
    상기 MEMS 액추에이터를 제어하는 제어장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 광 감쇠기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 출력단측 광 도파로의 출력단부에 인접하여 제어용 광 도파로가 상기 출력단측 광 도파로로부터 분기되어 형성되며, 상기 제어용 광 도파로의 출력단부의 전방에는 광수신 소자가 마련됨으로써, 상기 광수신 소자에 의해 감지된 광의 세기에 따라 상기 제어장치가 상기 MEMS 액추에이터를 제어하여 상기 광 셔터의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 가변 광 감쇠기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 입력단측 광 도파로와 출력단측 광 도파로는 그 폭이 선형으로 증감되는 것을 특징으로 하는 가변 광 감쇠기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 입력단측 광 도파로와 출력단측 광 도파로는 그 폭이 아크형으로 증감되는 것을 특징으로 하는 가변 광 감쇠기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 입력단측 광 도파로와 출력단측 광 도파로는 깔때기 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 가변 광 감쇠기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 MEMS 액추에이터는 콤 드라이브인 것을 특징으로 하는 가변 광 감쇠기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 MEMS 액추에이터는 스크래치 드라이브 액추에이터인 것을 특징으로 하는 가변 광 감쇠기.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광 셔터의 상기 입력단측 광 도파로의 개구와 마주보는 일측면은 소정 각도 경사진 것을 특징으로 하는 가변 광 감쇠기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 입력단측 광 도파로, 출력단측 광도파로, 광 셔터 및 MEMS 액추에이터는 하나의 기판 상에 일체로 형성된 것을 특징으로 가변 광 감쇠기.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 입력단측 광 도파로 및 출력단측 광도파로는 제1 기판 상에 형성되고, 상기 광 셔터 및 MEMS 액추에이터는 제2 기판 상에 형성되어, 상기 제1 기판과 제2 기판을 결합시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 광 감쇠기.
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