KR20030041554A

KR20030041554A - 열광학 스위치

Info

Publication number: KR20030041554A
Application number: KR1020010072387A
Authority: KR
Inventors: 이재은; 정민재
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2003-05-27
Also published as: KR100429225B1

Abstract

본 발명은 열광학 스위치를 제공하기 위한 것으로서, 기판; 상기 기판 상에 형성된 하부클래드층; 상기 하부클래드층 상에 실리카로 형성된 코어층; 상기 코어층 및 하부클래드층 상에 형성된 상부클래드층; 상기 코어층 및 하부클래드층 상에 형성된 상부클래드층 상에 적어도 하나의 금속 패턴으로 형성된 히터를 포함하여 구성되며, 코어층으로 실리카를 이용하여 코어층의 퇴화를 막을 수 있고 광이 코어층으로 잘 전파되도록 하며, 클래드층으로 열광학 계수가 작은 실리카를 더 형성하기 때문에 저온 및 고온에 영향을 적게 받고 폴리머층까지 광모드의 분포세기를 줄이며, 광손실을 줄인다.

Description

열광학 스위치{Thermo-Optical Switch}

본 발명은 광스위치에 관한 것으로, 스위칭의 구동전력이 작고 수백 ㎲ 이하의 스위칭 속도를 가지는 열광학 스위치에 관한 것이다.

열광학 스위치는 온도에 따라 재료의 굴절률 변화를 이용하여 광의 흐름을 제어하는 소자로서, 광도파로의 특정한 부위에 전극을 부착하여 흐르는 전류를 조절함으로서 광의 경로를 조절하는 소자이다.

이와 같은 광도파로형 열광학 광스위치 소자의 구조는 빛의 간섭을 이용 한 마하젠더 간섭계형(Mach-Zehnder interferometer)과, 광진화(Mode Evolution) 특성을 이용한 디지털형 열광학 스위치 DOS(Digital Optical Switch, 또는 Y형), 방향성 결합기형(directional coupler)으로 나눌 수 있다.

도1는 디지털형 열광학 스위치를 도시한 것으로 기판, 하부클래드층(20)(underclad layer), 코어층(30)(core), 상부클래드층(40)(upperclad) 및 히터(50)로 이루어진다.

디지털형 열광학 스위치를 이용한 광도파 원리는 다음과 같다.

광도파로의 각 분기 도파로 위에 금 등과 같이 열전도성이 우수한 금속으로 전극을 형성하고 한쪽 전극에 전류를 흐르게 하면 히터(50)로부터 열이 전달되어 저항에 의해 열이 발생한다. 이 열이 전극으로부터 도파로 부위에 열이 전달되고, 열이 전달된 도파로는 굴절률이 작아져 광이 전파되지 않는다.

즉, 열에 의해 두 분기 도파로 사이의 굴절률의 차이가 생기고, 이에 의해 굴절률이 큰 도파로는 광이 진행하고, 굴절률이 작은 도파로는 광이 전파되지 않는다.

마하젠더 간섭계형이나 방향성 결합형 열광학 스위치는 간섭현상을 이용하는 것으로, 하나의 도파로에서 갈라져 나온 두 분기 도파로 사이에 한쪽에 열을 가하여 굴절률을 다르게 만들어 경로차를 발생시켜 간섭현상을 만들어 스위칭한다.

상기의 간섭계 구조는 온도에 민감하며, 누화율이 낮은 단점이 있으나 스위칭 파워가 낮은 장점이 있다.

반면에 DOS 스위치는 반응특성이 디지털 형태로서 간섭계 형태보다 온도 및 편광특성이 뛰어나다. 그리고 DOS 스위치는 분기각이 약 0.1∼0.15° 정도로 매우 작은 Y-분기 형태이며, 모드 진화특성을 이용하기 때문에 한쪽 팔의 온도가 증가하여 양팔의 굴절률 차이가 어느 이상이 되면 더 이상 출력 특성의 변화가 없는 디지털 특성을 나타낸다.

따라서 DOS 스위치는 광도파로의 복굴절이 존재하여도 편광특성에 무관하게 동작하는 장점이 있다. 또한 스위칭 누화도 쉽게 -25 dB 이하로 얻을 수 있다. 그러나 간섭계형 스위치와 비교하여 스위칭 전력이 높은 단점이 있다.

이와 같은 이유로 열광학 계수가 상대적으로 낮은 실리카 광도파로 소자에서는 주로 간섭계형 스위치를 제작하며, 열광학 계수가 큰 폴리머 광도파로에서는 DOS 형태의 스위치를 제작한다.

열광학 스위치를 구현하기 위하여 열광학 계수가 큰 물질을 사용해야 하므로 열광학 계수가 큰 폴리머를 사용한다.

폴리머는 일반적으로 도파로에서 사용되는 실리카보다 열광학계수가 10배 이상 좋으므로 쉽게 열광학 스위치를 구현할 수 있다.

그러나 폴리머는 다루기가 쉬운 장점이 있으나 폴리머를 이용한 열광학 스위치의 경우 광통신대역에서 사용하는 근적외선에 노출될 경우 산소와 결합하여 쉽게퇴화(degration)된다.

이것을 막기 위하여 산소가 거의 없는 상태로 만들기 위해 밀봉(Hermetic packing)을 해야만 한다. 또한 도파로를 지나면서 생기는 손실이 실리카의 경우보다 크며, 복굴절 광학 폴리머는 광파의 편광특성(편광방향)에 따라 빛이 속도가 다르기 때문에 서로 다르게 복굴절(birefringence)하여 두 빛으로 분리되고, 각기 다른 굴절률을 띠는 문제가 있으며, 물리적으로 약하다.

1×2의 열광학 스위치를 계단식으로 연결하여 1×N스위치를 제작할 수 있다. 특히 1×2의 열광학 스위치 경우 광전송망에서 장애 발생시 광신호의 회선분배(O×C, Optical Cross-Connect) 등에서 주로 사용된다.

이상에서 설명한 종래 기술에 따른 열광학 스위치는 열광학 계수가 큰 폴리머를 이용하는 경우, 폴리머가 광통신대역에서 사용되는 근적외선에 노출되는 경우 산소와 결합하여 쉽게 퇴화되어 스위치 소자에 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 물리 화학적으로 폴리머보다 강한 물질을 코어층으로 구성함으로써 광신호가 주로 통과하는 영역인 코어층의 퇴화를 방지하여 광손실을 줄이고, 또한 코어층을 둘러싸는 클래드층으로의 광모드의 분포세기를 줄이고 광신호의 손실을 방지하여 고효율의 신뢰성 있는 열광학 스위치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 열광학 스위치를 패키징시에 코팅을 하여 표면에 산소의 투과를 방지하여 쉽게 패키징을 간단히 할 수 있고, 훨씬 손실이 적고 구조적으로 안정되며, 수명이 길고 신뢰도를 증가시키며 패키징에 의한 가격 부담이 크게 줄어듦으로 싼 열광학 스위치 소자를 제공하는데 목적이 있다.

도1은 디지털형 열광학 스위치를 도시한 것이다.

도2a 및 도2b는 본 발명에 따른 제1 실시예로, 열광학 스위치의 임베디드 형 도파로의 단면도를 도시한 것이다.

도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 제2 실시예로, 열광학 스위치의 립형 도파로의 단면도를 도시한 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10-1, 10-2 : 기판

20-1, 20-2, 20-3, 20-4 : 하부클래드층

30-1, 30-2, 30-3, 30-4 : 코어층

40-1, 40-2, 40-3, 40-4, 40-5, 40-6 : 상부클래드층

50-1, 50-2, 50-3, 50-4 : 히터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열광학 스위치의 특징은 기판; 상기 기판 상에 형성된 하부클래드층; 상기 하부클래드층 상에 실리카로 형성된 코어층; 상기 코어층 및 하부클래드층 상에 형성된 상부클래드층; 상기 코어층 및 하부클래드층 상에 형성된 상부클래드층 상에 적어도 하나의 금속 패턴으로 형성된 히터를 포함하여 구성되는데 있다.

상기 코어층은 상기 하부클래드층 상에 광이 입력되는 하나의 제1관과, 상기 제1 관으로부터 두 개로 갈라지는 제2관을 구비한 Y분기형 임베디드(embeded) 구조인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 코어층은 하부클래드층 상부 전면에 상기 코어층의 물질과 동일한 물질층이 더 형성되는 Y분기형 립(rib) 구조인 것을 특징으로 한다.

상기 하부클래드층은 상기 코어층의 실리카보다 굴절률이 작은 실리카로 형성되며, 상기 상부클래드층은 상기 코어층의 실리카보다 굴절률이 작은 폴리머로 형성된다.

본 발명의 특징에 따른 작용은 코어층 물질로 퇴화가 잘 일어나지 않는 물질로 실리카를 이용하고, 하부클래드층으로는 실리카, 상부클래드층으로는 열광학 계수가 큰 폴리머를 이용함으로써, 코어층의 퇴화를 막을 수 있다.

본 발명에 따른 다른 특징은 상기 코어층과 폴리머로 형성된 상부클래드층 사이에 상기 코어층보다 굴절률이 작고 폴리머보다 굴절률이 큰 실리카층을 더 포함하여 구성되는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 특징에 따른 작용은 코어층 물질로 퇴화가 잘 일어나지 않는 물질로 실리카를 이용하고, 상부클래드층으로 열광학 계수가 작은 실리카와, 실리카 상부에 열광학 계수가 큰 폴리머를 이용함으로써, 광이 코어층으로 잘 전파되도록 하고, 또한 저온 및 고온에서도 굴절률 편차가 크지 않는 실리카로 상부클래드층을 형성하기 때문에 폴리머층까지의 광모드의 분포 세기를 줄이고 광손실을 줄인다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 열광학 스위치의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

열광학 스위치에서 사용되는 도파로의 구조는 임베디드(embedded) 구조와 립(rib)구조로 나눌 수 있다.

도2a와 같이 열광학 스위치의 광도파로는 기판(10-1)과, 상기 기판(10-1) 상에 형성된 하부클래드(20-1)층과, 상기 하부클래드(20-1)층 상에 실리카(굴절률 n1)로 형성된 코어(30-1)층과, 상기 코어(30-1)층 및 하부클래드(20-1)층 상에 형성된 상부클래드(40-1)층과, 상기 코어(30-1)층 및 하부클래드(20-1)층 상에 형성된 상부클래드(40-1)층 상에 적어도 하나의 금속 패턴으로 형성된 히터(50-1)를 포함하여 구성된다.

상기 코어(30-1)층은 상기 하부클래드(20-1)층 상에 광이 입력되는 하나의 제1관과, 상기 제1 관으로부터 두 개로 갈라지는 제2관을 구비한 Y분기형 임베디드(embeded) 구조를 갖는다.

상기 하부클래드(20-1)층은 상기 코어(30-1)층의 실리카보다 굴절률이 작은 실리카(굴절률 n2)로 형성되며, 상기 상부클래드(40-1)층은 상기 코어(30-1)층의 실리카보다 굴절률이 작은 폴리머로 형성된다.

임베디드 구조에서 코어(30-1) 부분과 상하부클래드(20-1, 40-1) 부분은 광섬유와의 결합손실을 줄이기 위하여 0.3% 내지 0.6% 이내 정도의 굴절률 차이를 지니는 물질을 사용한다.

그리고 광도파로의 코어(30-1) 두께는 광화이버 코어의 두께가 8.6㎛이므로 광화이버와 광도파로로 인해 전파되는 광의 결합손실을 줄이기 위하여 6~8㎛정도로 한다.

그리고 하부클래드(20-1)의 두께를 15㎛이상으로 하고, 광도파로의 전체의 두께가 보통 30~40㎛ 정도 되게 하여 기판(10-1) 쪽으로의 누설손실을 줄인다.

폴리머는 일반적으로 도파로에서 사용되는 실리카보다 열광학계수가 10배 이상 좋으므로 쉽게 열광학 스위치를 구현할 수 있다. 폴리머는 다루기가 쉬운 장점이 있으나 폴리머를 이용한 열광학 스위치의 경우 광통신대역에서 사용하는 근적외선에 노출될 경우 산소와 결합하여 쉽게 퇴화(degration)된다.

폴리머의 퇴화는 광통신 주파수 영역인 1550nm 파장대에서 산소와 반응하여 일어난다. 따라서 산소가 폴리머와 반응하지 않게 산소가 거의 없는 밀봉(Hermetic packing)을 해야만 한다. 또한 도파로를 지나면서 생기는 손실이 실리카의 경우보다 크며 복굴절(birefringence) 때문에 편광에 따른 문제가 있으며, 또한 물리적으로 약하다.

폴리머는 다양한 물질이 있고, 굴절률 조절이 용이하고 다루기가 쉽고 열광학계수가 크고, 실리카는 물질이 매우 안정적이므로 신뢰도가 크지만 열광학 계수가 작다.

열광학 스위치에 사용되는 폴리머는 음의 열광학계수를 가지고 실리카는 열광학 계수가 양이며, 폴리머의 경우 온도에 따른 굴절률의 편차 dn/dT 가 10^-4정도로 실리카의 10^-5보다 크다.

따라서 코어(30-1)층을 실리카로 형성하여 폴리머로 형성하였을 경우의 편광으로 인해 광이 복굴절되는 것을 방지하며 산화에 의해 퇴화되는 것을 방지한다.

도2a와 같은 임베디드형의 경우, 코어(30-1)와 클래드(20-1, 40-1)와의 굴절률의 차가 10^-3(0.3%)정도이므로, 폴리머의 경우 열광학 계수가 크기 때문에 십수도의 온도 변화로도 이 정도의 굴절률의 차를 만들어 낸다.

따라서 하부클래드(20-1)와 코어(30-1)층으로 실리카를 사용하고, 상부클래드(40-1)층으로 폴리머를 사용할 경우에, 폴리머가 온도에 따른 굴절률의 편차가크기 때문에 도파로의 모드조절을 위해서는 매우 정밀한 온도 조절기가 필요하다.

즉, 폴리머로 형성된 상부클래드(40-1)층의 굴절률이 저온에서도 코어(30-1)층의 굴절률보다는 작아야 하며, 폴리머의 굴절률이 더 커지면 광손실이 증가하며 상온에서 단일모드가 형성되어야 하기 때문이다. 고온에서는 폴리머의 굴절률의 편차가 커서 굴절률이 큰 폭으로 작아지기 때문에 광손실 부담이 적으나, 이와 반대로 저온에서는 폴리머의 굴절률의 변화가 작기 때문에 광손실 부담이 커지므로, 온도조절기를 구비하여 폴리머의 굴절률을 적절히 조절하여야 한다.

이에 반해 실리카의 경우, 도핑에 의해 굴절률 조절이 용이하며 열이나 기계적으로 매우 안정적이며, 하부클래드(20-1)층과 코어(30-1)층의 형성시 증착 및 식각 기술이 매우 잘 확립되어 있다.

하지만 실리카로 상부클래드(40-1)층을 증착하는 경우 코어(30-1)층에 의한 패턴에 의해 좁은 골이 형성되게 되는데, 이 경우 골 사이에 증착하는 것이 어려우므로, 상부클래드(40-2)층은 폴리머를 이용하여 스핀코팅을 하여 증착을 쉽게 한다.

이렇게 실리카로 형성된 코어층과 폴리머로 형성된 상부클래드층 사이의 열광학 계수 차로 인한 문제점을 개선하기 위해 본 발명은 도2b와 같은 구조를 제시한다.

도2b와 같이, 기판(10-2) 상에 하부클래드(20-2)층과, 코어(30-2)층을 실리카로 형성한 다음, 실리카를 이용하여 제1 상부클래드(40-2)층을 형성한다.

상기 코어(30-2)층은 상기 하부클래드(20-2)층 상에 광이 입력되는 하나의제1관과, 상기 제1 관으로부터 두 개로 갈라지는 제2관을 구비하고, 상기 코어층(30-2)은 하부클래드(20-2)층 상부 전면에 상기 코어층의 물질과 동일한 물질층이 더 형성되는 립(rib) 구조를 갖는다.

이때의 두께는 1~수 ㎛ 정도이고, 코어(30-2)층의 구조에 따라 굴곡이 생기게 된다.

그리고 제1 상부클래드(40-2)층 상부에 폴리머를 이용하여 제2 상부클래드(40-3)층을 스핀코팅하여 형성시킨다.

폴리머의 굴절률은 사용되어지는 전 온도영역에서 코어(30-2)층의 굴절률보다는 작아야 한다.

이와 같이 실리카로 상부클래드(40-2)층을 더 형성한 경우에는 실리카의 열광학 계수가 적기 때문에 열에 의한 굴절률의 편차가 크지 않으므로 클래드층으로의 광손실이 줄어들며, 부가적인 온도조절기가 필요하지 않고 설계가 비교적 쉽다.

즉 본 발명은 코어(30-2)층 물질로 퇴화가 잘 일어나지 않는 물질로 실리카를 이용하고, 코어(30-2)층과 폴리머 상부클래드(40-3)층 사이에 열광학 계수가 작은 실리카로 상부클래드(40-2)층을 더 형성함으로서, 저온에서도 안정하게 광을 도파하며, 열광학계수가 큰 폴리머의 굴절률을 조절하기 위한 온도조절기가 부수적으로 필요하지 않다.

도2a 및 도2b와 같은 임베디드 구조의 열광학 스위치의 도파로의 경우, 광스위칭을 위하여 히터(50-1, 50-2)로부터 열을 가하면, 가해진 열이 전극 표면으로부터 등방성을 지니면서 전달되기 때문에, 도파로 전체의 두께가 두꺼울수록 열이 넓게 전달되고 코어(30-1, 30-2)까지의 전달 시간도 길고, 열이 도파로로부터 완전히 방출되는데 걸리는 시간이 길어서 스위칭 속도가 느리다.

또한 원하는 도파로 부분 외에도 다른 분기 도파로에도 열이 상당량 전달될 수 있어서 효율적인 열광학 효과를 얻기 어렵다.

따라서 도3a 및 도3b와 같은 립형 도파로를 제시한다.

먼저, 도3a와 같이 열광학 스위치의 립형 도파로는 기판(10-3)과, 상기 기판(10-3) 상에 형성된 하부클래드(20-3)층과, 상기 하부클래드(20-3)층 상에 실리카(굴절률 n1)로 형성된 코어(30-3)층과, 상기 코어(30-3)층 및 하부클래드(20-3)층 상에 형성된 상부클래드(40-4)층, 상기 코어(30-3)층 및 하부클래드(20-3)층 상에 형성된 상부클래드(40-4)층 상에 적어도 하나의 금속 패턴으로 형성된 히터(50-3)를 포함하여 구성된다.

상기 하부클래드(20-3)층은 상기 코어(30-3)층의 실리카보다 굴절률이 작은 실리카(굴절률 n2)로 형성되며, 상기 상부클래드(40-4)층은 상기 코어(30-3)층의 실리카보다 굴절률이 작은 폴리머로 형성된다.

립구조의 경우 코어(30-3)층과 클래드(20-3, 40-4)층의 굴절률의 차가 크다.

따라서 임베디드형보다 코어(30-3)층으로 실리카를 증착하고, 상부클래드(40-4)층으로 폴리머를 증착하기에 더 적합한 구조이다.

도3b 또한 도2b와 같이, 실리카로 형성된 코어(30-4)층과 폴리머로 형성된상부클래드(40-6)층 사이의 열광학 계수 차로 인한 문제점을 개선하기 위해 제시된 구조이다.

도3b와 같이, 기판(10-4) 상에 하부클래드(20-4)층과, 코어(30-4)층을 실리카로 형성한 다음, 실리카를 이용하여 제1 상부클래드(40-5)층을 형성한다.

립 구조의 경우 상기 코어층과 클래드층의 굴절률의 차이가 1~10% 가량의 굴절률 차이를 지닌 재료를 사용한다.

이렇게 굴절률의 차이가 큰 경우에는 도파로의 깊이 방향에 형성되는 evanescent(무한소의) 필드의 영향을 받는 클래드의 부분이 얇기 때문에 하부와 상부 클래드의 두께를 얇게 할 수 있다.

따라서 전체적으로 15㎛이하로 제작할 수 있고, 따라서 가해진 열이 전극 표면으로부터 원하는 분기 도파로에만 전달되고 다른 쪽 도파로로는 열이 누출되는 것이 크게 줄어든다. 또한 도파로 전체의 두께가 임베디드 구조에 비해 절반이하 이므로 하부의 열흡수체(heat sink)와의 거리가 짧아 열방출이 더 용이하다. 따라서 스위치 속도가 임베디드 방식에 비하여 빠르며 적은 구동전력에서 스위칭할 수 있다는 장점이 있다.

그러나 광섬유와의 결합시 모드 크기의 차이에 의해 결합손실을 감안해야 한다.

상기와 같은 본 발명의 열광학 스위치의 광도파로의 제조공정은 다음과 같다.

대표적으로 도면의 부호는 도2a의 부호를 쓴다.

최초 실리콘 기판(10-1) 위에 하부클래드(20-1)층을 형성시킨다.

이때 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)나 FHD(Flame Hydrolysis Deposition) 방식을 이용한 증착방법과 산화공정을 동시에 이용하는 방법이 있다. 우선 산화공정후, 증착하여 원하는 두께만큼 하부클래드(20-1)를 만들기도 한다.

이후에 코어(30-1)층을 위의 두가지 방법(산화증착 공정, 산화 후 증착공정)을 이용하여 증착한다.

이어, 굴절률의 조절을 위하여 게르마늄(Ge) 등의 도핑을 이용한다.

코어(30-1)층의 패턴형성을 위해 사진묘사작업을 한다. 구조에 따라 3~10㎛을 식각을 하기 때문에 식각마스크로 식각선택성이 좋은 금속층을 형성한다.

이 경우 코어층을 형성한 뒤에 스퍼터 등을 이용하여 금속층을 증착한다.

그리고 상기 증착된 금속층을 PR 스핀코팅 단계, 정렬 및 노광, 현상의 사진작업을 수행한 후 식각작업을 한다. 금속층의 식각은 습식식각을 주로 이용하며 건식식각을 사용할 수도 있다.

따라서 금속층 패턴을 마스크로 하여 코어(30-1)층 패턴을 형성한다.

최근에는 PR을 직접 식각마스크로 사용하여 코어층을 형성하려는 시도가 이루어지고 있다. 이 경우 금속층의 식각을 생략된다. 금속층이나 PR을 식각 마스크로 하여 코어층을 건식식각한다.

식각작업 후 식각마스크를 건식 또는 습식 방법으로 제거한다.

도3b 및 도4b의 경우에는 코어층 위에 실리카로 1~3㎛ 정도의 얇은 상부클래드(40-2, 40-5)층을 증착한다.

도2a 및 도3a의 경우에는 상기 실리카로 상부클래드층을 형성하는 단계를 생략한다.

이후에 폴리머로 상부클래드(40-1)층을 스핀코팅 및 250~300℃ 정도의 온도에서 세정을 통한 경화 작업을 하여 완성한다.

상기 폴리머를 증착시 증착과 스퍼터 식각작업을 반복하여 스탭 커버리지를 좋게 하는 방법이 사용되기도 한다.

이후에 히터(50-1)를 위하여 금속층을 증착 및 사진묘사작업을 통한 패턴을 형성한다.

그리고, 또한 패키징할 때 표면에 산소가 투과하지 못하는 물질로 코팅을 하면 쉽게 패키징 문제가 해결될 수 있다.

위의 공정순서에 따라 형성된 단면구조를 마하젠더 간섭계형, 방향성 결합기형, 디지털형 열광학 스위치 등의 구조에 적용하여 사용한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 열광학 스위치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 코어층 물질로 퇴화가 잘 일어나지 않는 물질로 실리카를 이용하고, 하부클래드층으로는 실리카, 상부클래드층으로는 열광학 계수가 큰 폴리머를 이용함으로써, 코어층의 퇴화를 막아 구조적으로 안정되며, 수명이 길고 소자의 신뢰도를 증대시킨다.

둘째, 상부클래드층으로 열광학 계수가 작은 실리카를 더 형성하기 때문에 광이 코어층으로 잘 전파되도록 하고, 또한 저온 및 고온에서도 굴절률 편차가 크지 않는 실리카로 상부클래드층을 형성하기 때문에 폴리머층까지의 광모드의 분포 세기를 줄이고 광손실을 줄인다.

셋째, 소자의 패키징시 표면에 산소가 투과하지 못하는 물질로 코팅을 하여 패키징에 의한 가격 부담이 크게 줄어듦으로 싼 소자를 만들 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims

기판;

상기 기판 상에 형성된 하부클래드층;

상기 하부클래드층 상에 실리카로 형성된 코어층;

상기 코어층 및 하부클래드층 상에 형성된 상부클래드층;

상기 코어층 및 하부클래드층 상에 형성된 상부클래드층 상에 적어도 하나의 금속 패턴으로 형성된 히터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열광학 스위치.
제1항에 있어서, 상기 코어층은 상기 하부클래드층 상에 광이 입력되는 하나의 제1관과, 상기 제1 관으로부터 두 개로 갈라지는 제2관을 구비한 Y분기형인 것을 특징으로 하는 열광학 스위치.
제2항에 있어서, 상기 코어층은 하부클래드층 상부 전면에 상기 코어층의 물질과 동일한 물질층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 열광학 스위치.
제1항에 있어서, 상기 하부클래드층은 상기 코어층의 실리카보다 굴절률이 작은 실리카로 형성됨을 특징으로 하는 열광학 스위치.
제1항에 있어서, 상기 상부클래드층은 상기 코어층의 실리카보다 굴절률이작은 폴리머로 형성됨을 특징으로 하는 열광학 스위치.
제5항에 있어서, 상기 코어층과 폴리머 물질층 사이에 상기 코어층보다 굴절률이 작고, 상기 폴리머 물질층보다 굴절률이 큰 실리카를 더 포함하여 형성됨을 특징으로 하는 열광학 스위치.