KR20080029911A - Method for forming planar optical transceiver - Google Patents

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Abstract

A method for forming a planar optical transceiver is provided to reduce the loss of the optical coupling by using an active alignment method. A first block(B1) including a plurality of optical fiber arrays, a second block(B2) including a plurality of optical waveguides, and a third block(B3) including a plurality of optical transmission/reception parts are prepared. The first block, the second block, and the third block are arranged in one direction on the basis of the second block. The first block, the second block, and the third block are bonded with each other. A plurality of optical transceivers is made by dicing the first block, the second block, and the third block. Each of the optical transceivers includes the optical fiber arrays, the optical waveguides, and the optical transmission/reception parts.

Description

평판형 광 트랜시버 제조 방법{METHOD FOR FORMING PLANAR OPTICAL TRANSCEIVER}METHOOD FOR FORMING PLANAR OPTICAL TRANSCEIVER}

본 발명은 평판형 광도파로(PLC: Planar Lightwave Circuit) 형태의 광 트랜시버(Optical transceiver) 제조 방법에 관한 것으로, 특히 광섬유 어레이, 도파로 및 광송수신부를 능동정렬하여 평판형 광트랜시버를 제조하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an optical transceiver in the form of a planar lightwave circuit (PLC), and more particularly, to a method of manufacturing a planar optical transceiver by actively aligning an optical fiber array, a waveguide, and an optical transceiver. will be.

광송신기와 광수신기가 하나의 패키지 안에 구현된 광수신 모듈은 송신용 LD(laser diode)와 수신용 PD(photodiode)를 포함한다. 일반적으로, 광송수신 모듈에는 LD와 PD 뿐만 아니라, LD 구동부(LD driver), 프리-앰플리파이어(pre-amplifier) 등을 포함한 소형 구동보드들이 패키징된다. 광트랜시버(Optical Transceiver)는 광수신 모듈의 대표적인 예이다. The optical receiver module in which the optical transmitter and the optical receiver are implemented in one package includes a laser diode (LD) for transmission and a photodiode (PD) for reception. In general, small drive boards including an LD driver, a LD driver, a pre-amplifier, and the like are packaged in the optical transmission / reception module. An optical transceiver is a representative example of an optical reception module.

평판형 트랜시버는 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 가장 일반적인 방법은 광의 투과/반사를 위한 도파로를 형성하고, 반사 경계면에 형성된 트렌치에 광필터(optical filter)를 삽입하는 방법과, 직접 WDM(wavelength division multiplxer) 필터를 도파로 형태로 패턴하는 방법이 있다. 후자는 고리형 공명기(ring resonator), MMI(multi-mode interferometer)형 결합기(directional coupler) 또는 방향성 결합기를 이용하는 방법으로 설계된다.Flat transceivers can be manufactured in a variety of ways. The most common methods include forming a waveguide for transmitting / reflecting light, inserting an optical filter into a trench formed on a reflective boundary, and directly patterning a wavelength division multiplxer (WDM) filter in the form of a waveguide. . The latter is designed by using ring resonators, multi-mode interferometer (MMI) directional couplers or directional couplers.

평판형 트랜시버 설계시, 도파로와 LD 및 PD의 결합손실을 고려하여 한다. 종래 평판형 트랜시버는 도파로를 LD 및 PD에 수동 정렬시켜 제조하기 때문에 결합 손실의 증가를 근본적으로 해결하기 어려운 문제점이 있다.When designing a flat transceiver, the coupling loss between the waveguide and LD and PD is considered. The conventional flat transceiver has a problem that it is difficult to fundamentally solve the increase of the coupling loss because the waveguide is manufactured by manually aligning the waveguide with LD and PD.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서로 분리된 광섬유 어레이 블럭(Fiber Array block), 광도파로 블럭, 광송수신 블럭을 동일 평면 상에 능동정렬하고, 다이싱(dicing)하여 평판형 트랜시버를 제조하는 방법을 제공한다. 바람직하게, 광도파로 블럭은 WSG 블럭(WaveGuide on Silica block)으로 구현되고, 광송수신 블럭은 SOB 블럭(silicon optical bench block)으로 구현된다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the optical fiber array block, the optical waveguide block, and the optical transmission and reception block, which are separated from each other, are actively aligned on the same plane and diced to form a flat transceiver. It provides a method of manufacturing. Preferably, the optical waveguide block is implemented as a WSG block (WaveGuide on Silica block), the optical transmission block is implemented as a silicon optical bench block (SOB).

본 발명의 실시예에 따른, 광 섬유 어레이, 광도파로, 광송수신부를 포함하는 광트랜시버 제조 방법은, 다수의 광섬유 어레이를 포함하는 제1 블럭, 다수의 광도파로를 포함하는 제2 블럭, 다수의 광송수신부를 포함하는 제3 블럭을 마련하는 단계; 상기 제2 블럭을 중심으로, 상기 제1 블럭, 제2 블럭 및 제3 블럭을 한 방향으로 정렬하는 단계; 상기 제1 블럭, 제2 블럭 및 제3 블럭을 본딩하는 단계; 각 광 트랜시버에 상기 광섬유 어레이, 상기 광도파로 및 상기 광송수신부 정해진 갯수만큼 포함되도록 상기 본딩된 제1 블럭, 제2 블럭 및 제3 블럭을 다이싱하여, 다수의 광 트랜시버를 제조하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, an optical transceiver manufacturing method including an optical fiber array, an optical waveguide, and an optical transceiver includes: a first block including a plurality of optical fiber arrays, a second block including a plurality of optical waveguides, and a plurality of optical waveguides. Providing a third block including an optical transmitter and receiver; Aligning the first block, the second block, and the third block in one direction with respect to the second block; Bonding the first block, the second block, and the third block; Dicing the bonded first block, the second block, and the third block to each optical transceiver to include a predetermined number of the optical fiber array, the optical waveguide, and the optical transmitter and receiver, and manufacturing a plurality of optical transceivers. do.

본 발명은 광섬유 어레이(fiber array), 도파로, 광송수신부를 능동 정렬 방법을 이용하여 제조함으로써, 트랜시버의 특성 향상과 생산 능력을 높일 수 있다. 특히, 수동 정렬의 경우 결합손실이 6dB 정도이지만 능동 정렬을 이용할 경우 3dB 이하로 손실을 줄일 수 있어, 광결합 손실을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 아울러, 광섬유 어레이, 도파로, 광송수신부를 다수개씩 제공하는 블럭들을 정렬하고 다이싱을 실시하여 다수의 광트랜시버를 형성함으로써 트랜시버를 양산할 수 있다.According to the present invention, an optical fiber array, a waveguide, and an optical transceiver are manufactured by using an active alignment method, thereby improving characteristics of a transceiver and increasing production capacity. In particular, in the case of passive alignment, the coupling loss is about 6 dB, but the active alignment can reduce the loss to less than 3 dB, effectively reducing the optical coupling loss. In addition, the transceiver can be mass-produced by aligning blocks for providing a plurality of optical arrays, waveguides, and optical transmitting and receiving sections, and dicing to form a plurality of optical transceivers.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광 트랜시버 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a flat panel optical transceiver according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 1개의 광 트랜시버는 광섬유 어레이(Fiber Array, FA), 광도파로 및 광송수신부를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라, 광도파는 WSG (WaveGuide on Silica)로 구현되고, 광송수신부의 광송신을 위한 다이오드(LD) 및 모니터링 포토 다이오드(photodiode for laser monitoring, mPD)와 광수신을 위한 포토 다이오드(PD)를 SOB(silicon optical bench) 상에 구현될 수 있다. Referring to FIG. 1, one optical transceiver includes a fiber array (FA), an optical waveguide, and an optical transceiver. According to an embodiment of the present invention, the optical waveguide is implemented by WSG (WaveGuide on Silica), and a diode (LD) and a photodiode for laser monitoring (mPD) for optical transmission and a photodiode for optical reception (PD) may be implemented on a silicon optical bench (SOB).

공통 포트(common port, CP)에서 WSG의 도파로(21A)의 일단부는 광섬유 어레이(FA)의 광섬유(11)와 결합된다. 제1 도파로(21A)는 광 수신부에 연결되고, 제1 도파로(21A)의 소정 위치에서 분기되는 제2 광도파로(21B)는 광송신부에 연결된다. 제1 및 제2 광도파로(21A, 21A)는 동일한 특성을 갖는 단일모드 광도파이다. 도 2에 보인 바와 같이, 두 개의 파장 310nm/1550nm을 사용하는 디플렉서(diplexer)의 경우, 1550 nm 파장의 광은 공통 포트(CP)에 입사되어 제1 도파로(21A)의 단부로 출력되고, 310 nm 파장의 광은 제2 도파로(21B)의 단부에 입력되어 제1 도파로(21A)를 거쳐 공통 포트(CP)로 출력된다. One end of the waveguide 21A of the WSG at the common port CP is coupled to the optical fiber 11 of the optical fiber array FA. The first waveguide 21A is connected to the optical receiver, and the second optical waveguide 21B branched at a predetermined position of the first waveguide 21A is connected to the optical transmitter. The first and second optical waveguides 21A and 21A are single mode optical waveguides having the same characteristics. As shown in FIG. 2, in the case of a diplexer using two wavelengths 310 nm / 1550 nm, light having a wavelength of 1550 nm is incident on the common port CP and output to the end of the first waveguide 21A. Light having a wavelength of 310 nm is input to the end of the second waveguide 21B and output to the common port CP through the first waveguide 21A.

도 1의 A-A'선을 따르는 단면인 도 3을 참조하면, 하나의 WSG는 낮은 PDL(polarization dependent loss) 특성을 갖고, 삽입손실이 0.01dB/cm 이하인 실리카(silica) 기판(20), 실리카 기판(20) 상에 형성된 제1 광도파로(21A) 및 제2 광도파로(도시되지 않음), 광도파로들을 덮는 상부 글래드층(over cladding layer)(22)을 포함한다. 제1 및 제2 광도파로(21A, 21B)는 기판(20) 상에 Ge이 도핑된 실리카층을 5.5 ㎛ 두께로 증착하고, 패터닝하여 형성한다. 패터닝시, 광도파로(21A, 21B)의 폭을 5.5 ㎛로 정의하는 Cr 마스크(mask)를 사용한 건식식각을 실시하여 광도파로(21A, 21B)를 형성한다. 건식식각 공정에서 반응가스로써 CF4와 CHF3를 사용하여 측면이 수직한 광도파로(21A, 21B)를 형성한다. 상부 클래딩층(22) 형성을 위해, 제1 및 제2 광도파로(21A, 21B) 형성이 완료된 기판(20) 상부에 BPSG(borophosphosilica glass) 증착하고, 전기로에서 1150 oC 온도로 12시간 열처리(annealing)을 실시하여 높이가 21 ㎛인 BPSG막을 형성한다. 전술한 실시예에서, 도파로(21A, 21B)의 코어(core)와 상부 클래딩층(22)의 굴절률 비(refraction contrast)는 0.75% 이고, 도파로(21A, 21B)의 최소 곡률반경이 12000 ㎛일 경우, 도 4와 같은 파장 특성을 보인다. 한편, 도 1에 도시되지 않았지만, WSG는 파장에 따라서 수광부 및 발광부로 빛을 분기하는 파장 선택용 박막 필터(TFF: Thin Film Filter)(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 박막 필터는 실리카 기판(20) 내에 깊게 형성된 홈(도시하지 않음) 내에 삽입될 수 있다. 전술한 방법으로 다수의 WSG를 하나의 기판 상에 형성하여 광도파로 블럭(WSG 블럭)을 마련한다.Referring to FIG. 3, which is a cross section along the line A-A 'of FIG. 1, one WSG has a low polarization dependent loss (PDL) characteristic and a silica substrate 20 having an insertion loss of 0.01 dB / cm or less, A first optical waveguide 21A and a second optical waveguide (not shown) formed on the silica substrate 20, and an over cladding layer 22 covering the optical waveguides are included. The first and second optical waveguides 21A and 21B are formed by depositing and patterning a silica-doped silica layer on the substrate 20 to a thickness of 5.5 μm. In patterning, dry etching is performed using a Cr mask defining the width of the optical waveguides 21A and 21B to 5.5 占 퐉 to form the optical waveguides 21A and 21B. In the dry etching process, CF 4 and CHF 3 are used as reaction gases to form optical waveguides 21A and 21B having vertical sides. In order to form the upper cladding layer 22, BPSG (borophosphosilica glass) was deposited on the substrate 20 on which the first and second optical waveguides 21A and 21B were formed and heat-treated at an electric furnace at 1150 ° C for 12 hours. annealing) to form a BPSG film having a height of 21 占 퐉. In the above embodiment, the refractive contrast ratio of the core of the waveguides 21A and 21B and the upper cladding layer 22 is 0.75%, and the minimum radius of curvature of the waveguides 21A and 21B is 12000 μm. In this case, the wavelength characteristics as shown in FIG. Although not shown in FIG. 1, the WSG may further include a thin film filter (TFF) (not shown) for splitting light to the light receiving unit and the light emitting unit according to the wavelength. The thin film filter may be inserted into a groove (not shown) deeply formed in the silica substrate 20. In the above-described method, a plurality of WSGs are formed on one substrate to prepare an optical waveguide block (WSG block).

이하, 도 1의 B-B' 선을 따른 단면 구조의 일부 제조 공정도인 도 5a 및 도 5b를 참조하여 SOB 형성 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of forming an SOB will be described with reference to FIGS. 5A and 5B, which are part manufacturing process diagrams of a cross-sectional structure along the line BB ′ of FIG.

도 5a에 보인 바와 같이, 기판(30)을 마련한다. 본 실시예에서는 LD의 수명(lifetime) 특성을 고려하여 기판(30)으로서 실리콘 기판을 이용한다. 기판(30)을 2회 습식식각하여 PD를 실장하기 위한 제1 테라스(terrace)(TA)와 LD를 실장하기 위한 제2 테라스(TB)를 형성한다. 제1 테라스(terrace)(TA)와 제2 테라스(TB)는 LD와 PD의 광 축 높이(다이오드 높이) 차이를 고려하여, 서로 다른 깊이를 갖도록 형성한다. 2회의 식각시 KOH 용액을 이용할 수 있다. 테라스(TA, TB) 형성 후, 식각 공정을 실시하여 PD와 LD에 결합되는 광섬유 실장을 위한 다수의 V-홈(V-groove)(도시하지 않음)을 형성할 수 있다. V-홈의 깊이는 PD와 LD에 결합되는 광섬유가 동일한 높이를 갖도록 설계된다.As shown in FIG. 5A, a substrate 30 is provided. In this embodiment, a silicon substrate is used as the substrate 30 in consideration of the lifetime characteristics of the LD. The substrate 30 is wet-etched twice to form a first terrace TA for mounting the PD and a second terrace TB for mounting the LD. The first terrace TA and the second terrace TB are formed to have different depths in consideration of the optical axis heights (diode heights) of LD and PD. KOH solution can be used for two etchings. After the formation of the terraces TA and TB, an etching process may be performed to form a plurality of V-grooves (not shown) for mounting the optical fiber coupled to the PD and the LD. The depth of the V-groove is designed such that the optical fibers coupled to the PD and LD have the same height.

도 5b에 보인 바와 같이, 테라스(TA, TB) 상에 PD와 LD 전극을 형성한다. 본 발명의 실시예에서는 리프트-오프(lift-off) 방법으로 PD 전극(31A)과 LD 전극(31B)을 형성한다. 보다 구체적으로, 테라스(TA, TB) 상에 네커티브 타입(negative type) PR(Photo resist)을 이용하여 전극이 형성될 부분이 오픈된 PR 패턴을 형성한다. PR 패턴이 포함된 기판(30) 상에 전자-빔(e-beam) 장치로 Au막, Ni막, Au막을 각각 0.3 ㎛, 0.05, ㎛, 0.01 ㎛ 두께로 증착하여 Au/Ni/Au 적층막을 형성한다. PR 패턴을 제거하면, 전극 부분에만 적층막이 잔류하여 테라스(TA, TB) 상에 Au/Ni/Au 적층 패턴으로 이루어지는 PD 전극(31A)과 LD 전극(31B)이 형성된다. As shown in FIG. 5B, PD and LD electrodes are formed on terraces TA and TB. In the embodiment of the present invention, the PD electrode 31A and the LD electrode 31B are formed by a lift-off method. More specifically, a negative pattern PR (Photo resist) is formed on the terraces TA and TB to form a PR pattern in which an electrode is formed. Au / Ni / Au laminates were formed by depositing Au films, Ni films, and Au films with thicknesses of 0.3 μm, 0.05, μm, and 0.01 μm, respectively, on a substrate 30 including a PR pattern using an electron beam. Form. When the PR pattern is removed, the laminated film remains only on the electrode portion, so that the PD electrodes 31A and LD electrodes 31B made of Au / Ni / Au stacked patterns are formed on the terraces TA and TB.

이어서, D와 LD 전극(31A, 31B) 상에 PD와 LD를 고정하기 위한 솔더(solder)(32A, 32B)를 형성한다. 특히, 온도에 따라 광세기(power) 분포가 달라지는 LD를 고정하기 위한 솔더(32B)는 히트싱크(heat sink)로서도 이용될 수 있다. 본 실시예에서, Au/Sn을 80%/20%를 비율로 2.4um 두께로 증착하고 패터닝하여 솔더(32A, 32B)를 형성한다. 이후, 일반적인 다이 본딩(Die bonding) 공정에 따라 솔더(32A, 32B) 상에 PD와 LD를 실장한다. 이와 같은 공정에 따라 다수의 광송수신부(SOB)를 하나의 기판 상에 형성하여 SOB 블럭을 마련한다.Subsequently, solders 32A and 32B for fixing the PD and LD are formed on the D and LD electrodes 31A and 31B. In particular, the solder 32B for fixing the LD whose power distribution varies with temperature may be used as a heat sink. In this embodiment, Au / Sn is deposited and patterned at a thickness of 2.4 um at a ratio of 80% / 20% to form solders 32A and 32B. After that, the PD and the LD are mounted on the solders 32A and 32B according to a general die bonding process. According to such a process, a plurality of light transmission / reception units SOB are formed on one substrate to prepare an SOB block.

도 6a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라, 다수의 광섬유 어레이를 포함하는 제1 블럭(B1), 다수의 광도파로를 포함하는 제2 블럭(B2), 다수의 광송수신부를 포함하는 제3 블럭(B3)을 마련한다. 각 블럭(B1, B2, B3)에서 광섬유 어레이, 광도파로, 광송수신부는 각각 제1 축(x) 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배치된다. 제1 블록(B1), 제2 블록(B2), 제3 블록(B3)은 제2 블록을 중심에 두고 제1 축(x)에 수직한 제2 축(y) 방향으로 정렬된다.Referring to FIG. 6A, according to an embodiment of the present invention, a first block B1 including a plurality of optical fiber arrays, a second block B2 including a plurality of optical waveguides, and a plurality of light transmitting / receiving units may be included. Three blocks B3 are prepared. In each of the blocks B1, B2, and B3, an optical fiber array, an optical waveguide, and an optical transmission / reception unit are disposed at regular intervals along the first axis x direction. The first block B1, the second block B2, and the third block B3 are aligned in a second axis y direction perpendicular to the first axis x with the second block at the center.

제1 블럭(B1)의 각 광섬유 어레이는 다수의 광섬유를 정해진 간격을 두고 배열하여 형성한다. 제2 블럭(B2)은 다수의 광도파로를 동일한 기판에 형성하여 얻는다. 바람직하게 제2 블럭은 실리카 기판 상에 1310nm/1550nm WDM(wavelength division multiplxer)도파로가 형성된 WGS 블럭이다. 제3 블럭(B3)은 다수의 광송 수신부를 동일한 기판에 형성하여 얻는다. 바람직하게 각 광송수신부는 SOB 상에 형성된 PD, LD 및 mPD를 포함한다. 도 6b는 도 6a의 'A' 부분 확대도로서, SOB로 구현된 한 광 트랜시버의 광송수신부 구성을 보인다.Each optical fiber array of the first block B1 is formed by arranging a plurality of optical fibers at a predetermined interval. The second block B2 is obtained by forming a plurality of optical waveguides on the same substrate. Preferably, the second block is a WGS block having a 1310 nm / 1550 nm wavelength division multiplxer (WDM) waveguide formed on a silica substrate. The third block B3 is obtained by forming a plurality of light transmitting receivers on the same substrate. Preferably each optical transmitter and receiver includes PD, LD and mPD formed on SOB. FIG. 6B is an enlarged view of a portion 'A' of FIG. 6A and shows a configuration of an optical transceiver of an optical transceiver implemented with SOB.

각 블럭(B1, B2, B3)은 동일한 개수(5 내지 10개)의 광섬유 어레이, 광도파로, 광송수신부를 포함한다. 제1 블럭(B1), 제2 블럭(B2), 제3 블럭(B3)의 광섬유 어레이, 광도파로, 광송수신부가 서로 일대일 대응한다. 일대일 대응되는 광섬유 어레이, 광도파로, 광송수신부는 하나의 광트랜시버를 이룬다. 또한, 각 블럭(B1, B2, B3)에서 각기 다른 광 트랜시버를 이룰 광섬유 어레이들, 광도파로들, 광송수신부들은 다이싱 라인들(DL)로서 구분된다. 각 블록에서 다이싱 라인들(DL)은 서로 평행을 이룬다. 실제 제조 과정에서 다이싱 라인들(DL)은 블럭상에 표시되지 않는 가상 라인(virtual line)일 수 있다.Each block B1, B2, B3 includes the same number (5 to 10) of optical fiber arrays, optical waveguides, and optical transmitting and receiving sections. An optical fiber array, an optical waveguide, and an optical transmission / reception unit of the first block B1, the second block B2, and the third block B3 correspond one-to-one to each other. One-to-one corresponding optical fiber arrays, optical waveguides, and optical transceivers form one optical transceiver. In addition, the optical fiber arrays, the optical waveguides, and the optical transmission / reception units that form different optical transceivers in each of the blocks B1, B2, and B3 are divided as dicing lines DL. In each block, the dicing lines DL are parallel to each other. In an actual manufacturing process, the dicing lines DL may be virtual lines that are not displayed on the block.

각 블럭(B1, B2, B3)은 적어도 하나의 자동 정렬용 광섬유를 구비한다. 본 발명의 실시예에서는, 각 블럭(B1, B2, B3)은 블럭의 최상단과 최하단에 제1 정렬용 광섬유(OF11, OF12, 13)외 제2 정렬용 광섬유(OF21, OF22, 23)를 구비한다.Each block B1, B2, B3 has at least one optical fiber for automatic alignment. In the embodiment of the present invention, each of the blocks B1, B2, B3 includes the first alignment optical fibers OF11, OF12, 13 and the second alignment optical fibers OF21, OF22, 23 at the top and bottom of the block. do.

도 6a에 보인 바와 같이, 제1 블럭(B1), 제2 블럭(B2), 제3 블럭(B3)의 광섬유 어레이, 광도파로, 광송수신부가 서로 일대일 대응되도록 제1 블럭(B1), 제2 블럭(B2), 제3 블럭(B3)의 제1 정렬 광섬유(OF11, OF12, OF13) 및 제2 정렬 광섬유(OF21, OF22, OF23)가 각각 일직선이 되도록 정렬한다.As shown in FIG. 6A, the first block B1, the second block B2, the optical fiber array, the optical waveguide, and the optical transmission / reception unit of the third block B3 correspond to each other one-to-one. The first alignment optical fibers OF11, OF12, OF13, and the second alignment optical fibers OF21, OF22, OF23 of the block B2, the third block B3 are aligned in a straight line, respectively.

자동 정렬의 정확도를 측정하기 위해, 블럭 정렬용 LD(61, 62)와 PD(63, 64)가 이용된다. LD(61)로부터 출력되어 제1 정렬 광섬유(OF11, OF12, OF13)를 지나온 광은 PD(63)에서 수신된다. 또한, 제1 블럭(B1)의 제2정렬 광섬유(OF21)와 제3 블럭(B3)의 제2 정렬 광섬유(OF23)는 LD(62)와 PD(64)에 결합된다. LD(62)로부터 출력되어 제2 정렬 광섬유(OF21, OF22, OF23)를 지나온 광은 블럭 정렬용 PD(64)에서 수신된다. PD(63) 및 PD(64)에 수신된 광의 세기를 측정하여 광의 세기가 기준값 이상일 때, 블럭(B1, B2, B3)이 정확하게 정렬되었다고 판단할 수 있다.In order to measure the accuracy of automatic alignment, block alignment LDs 61 and 62 and PDs 63 and 64 are used. Light output from the LD 61 and passed through the first alignment optical fibers OF11, OF12, and OF13 is received by the PD 63. In addition, the second alignment optical fiber OF21 of the first block B1 and the second alignment optical fiber OF23 of the third block B3 are coupled to the LD 62 and the PD 64. Light output from the LD 62 and passing through the second alignment optical fibers OF21, OF22, and OF23 is received by the block alignment PD 64. The intensity of light received by the PD 63 and the PD 64 may be measured to determine that the blocks B1, B2, and B3 are correctly aligned when the intensity of the light is greater than or equal to the reference value.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 블럭의 자동정렬 정확도를 판단하기 위한 자동정렬 장치(70)의 광세기 측정부(71)는 PD(63) 및 PD(64)의 수신광 세기를 측정하고, 제어부(72)는 기준 광세기와 측정된 수신 광세기의 크기를 비교하겨, 비교 결과 수신 광세기의 크기가 기준 광세기 보다 작을 때 블럭 이동신호를 형성한다. 블럭 위치 조정부(73)는 블럭 이동신호에 응답하여 각 블럭의 위치를 조정한다.7, the light intensity measuring unit 71 of the automatic alignment device 70 for determining the automatic alignment accuracy of the block in accordance with an embodiment of the present invention is the received light intensity of the PD (63) and PD (64) The controller 72 compares the reference light intensity with the measured received light intensity to form a block movement signal when the result of the comparison is smaller than the reference light intensity. The block position adjusting unit 73 adjusts the position of each block in response to the block movement signal.

이와 같이, 본 실시예에서는 각 블럭(B1, B2, B3)의 정렬 광섬유로부터 전송된 광신호의 세기로써 블럭의 정렬 정확도를 판단하기 때문에 결합 손실의 감소를 기대할 수 있다.As described above, in the present embodiment, since the alignment accuracy of the blocks is determined by the intensity of the optical signal transmitted from the alignment optical fibers of the blocks B1, B2, and B3, the coupling loss can be reduced.

블럭들(B1, B2, B3)이 정확히 정렬되면, 각 광 트랜시버의 광섬유 어레이 일단이 제1 광도파로(21A)의 일단(공통 포트)에 결합되고, 제1 광도파로(21A)의 타단이 PD에 결합되고, 제2 광도파로(21B)의 단부가 LD에 결합되도록(도 2 참조), 본딩(bonding)을 실시한다. 도 8을 참조하면, 본딩이 완료된 상태에서 제2 축방향(y)으로 인접한 블럭들(B1, B2, B3)의 다이싱 라인(DL)들이 연결되어 다수의 트랜시버를 분리하기 위한 다이싱 라인(DL1, DL2...DL3)이 얻어진다. 이 다이싱 라인(DL1, DL2...DL3)을 따라 다이싱을 실시함으로써, 광섬유 어레이, 광도파로, 광송수신부를 포함하는 단일 칩의 광트랜시버를 다수개 형성한다.When the blocks B1, B2, and B3 are correctly aligned, one end of the optical fiber array of each optical transceiver is coupled to one end (common port) of the first optical waveguide 21A, and the other end of the first optical waveguide 21A is PD. Bonding is carried out so that the end of the second optical waveguide 21B is coupled to the LD (see FIG. 2). Referring to FIG. 8, a dicing line for dividing a plurality of transceivers by connecting dicing lines DL of adjacent blocks B1, B2, and B3 in a second axial direction y when bonding is completed ( DL1, DL2 ... DL3) are obtained. By dicing along the dicing lines DL1, DL2, DL3, a plurality of single-chip optical transceivers including an optical fiber array, an optical waveguide, and an optical transceiver are formed.

상술한 실시예는 본 발명의 원리를 응용한 다양한 실시예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않음을 이해해야 한다. 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질로부터 벗어남이 없이 여러 가지 변형이 가능함을 명백히 알 수 있을 것이다.It is to be understood that the above described embodiments are merely illustrative of some of the various embodiments employing the principles of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판형 트랜시버의 구성을 보이는 평면도.1 is a plan view showing the configuration of a flat transceiver according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 1310nm/1550nm를 위한 방향성 결합기의 개략도.2 is a schematic diagram of a directional coupler for 1310 nm / 1550 nm in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3은 도 1의 A-A'선을 따른 도파로의 단면도.3 is a cross-sectional view of the waveguide along line AA ′ of FIG. 1.

도 4는 방향성 결합기의 파장에 대한 손실 특성 분포를 보이는 그래프.4 is a graph showing the distribution of loss characteristics with respect to the wavelength of the directional coupler.

도 5a 및 도 5b는 도 1의 A-B'선을 따른 SOB의 단면도.5A and 5B are cross-sectional views of the SOB along the line AA ′ of FIG. 1.

도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 광 트랜시버 제조 공정 평면도.6A is a plan view of an optical transceiver manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

도 6b는 도 6a의 'A' 부분 확대도.6B is an enlarged view of a portion 'A' of FIG. 6A.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자동 정렬 장치의 블록도.7 is a block diagram of an automatic alignment device according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광트랜시버 제조 공정 평면도.Figure 8 is a plan view of the optical transceiver manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

Claims (8)

광 섬유 어레이, 광도파로, 광송수신부를 포함하는 광트랜시버 제조 방법으로서,An optical transceiver manufacturing method comprising an optical fiber array, an optical waveguide, and an optical transmitter and receiver, 다수의 광섬유 어레이를 포함하는 제1 블럭, 다수의 광도파로를 포함하는 제2 블럭, 다수의 광송수신부를 포함하는 제3 블럭을 마련하는 단계;Providing a first block including a plurality of optical fiber arrays, a second block including a plurality of optical waveguides, and a third block including a plurality of optical transmitters and receivers; 상기 제2 블럭을 중심으로, 상기 제1 블럭, 제2 블럭 및 제3 블럭을 한 방향으로 정렬하는 단계;Aligning the first block, the second block, and the third block in one direction with respect to the second block; 상기 제1 블럭, 제2 블럭 및 제3 블럭을 본딩하는 단계;Bonding the first block, the second block, and the third block; 각 광 트랜시버에 상기 광섬유 어레이, 상기 광도파로 및 상기 광송수신부 정해진 갯수만큼 포함되도록 상기 본딩된 제1 블럭, 제2 블럭 및 제3 블럭을 다이싱하여, 다수의 광 트랜시버를 제조하는 단계Manufacturing a plurality of optical transceivers by dicing the bonded first block, second block, and third block to each optical transceiver to include a predetermined number of the optical fiber array, the optical waveguide, and the optical transceiver. 를 포함하는 광 트랜시버 제조 방법.Optical transceiver manufacturing method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 내지 제3 블럭을 마련하는 단계에서, 상기 다수 광섬유 어레이, 상기 다수 광도파로, 상기 다수 광송수신부가 각각 제1 축 방향으로 일정한 간격을 두고 배치되는 제1 내지 제3 블럭을 마련하고,In the preparing of the first to third blocks, the plurality of optical fiber arrays, the plurality of optical waveguides, and the plurality of light transmitting / receiving units are provided with first to third blocks disposed at regular intervals in a first axis direction. 상기 제1 내지 제3 블럭을 정렬하는 단계에서, 상기 제1 축에 수직한 제2 축 방향으로 정렬으로 상기 제1 내지 제3 블럭을 정렬하는, 광 트랜시버 제조 방법.In the step of aligning the first to third blocks, aligning the first to third blocks in alignment in a second axis direction perpendicular to the first axis. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2축 방향으로 이웃하는 각 블럭의 상기 광섬유 어레이, 광도파로, 광송수신부는 일대일 대응하여 하나의 광 트랜시버를 이루는, 광트랜시버 제조 방법.And the optical fiber array, the optical waveguide, and the optical transmission / reception unit of each block neighboring in the second axis direction to form one optical transceiver in a one-to-one correspondence. 제1항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제1 내지 제3 블럭을 마련하는 단계에서, 그 각각이 적어도 하나의 정렬 광섬유를 더 포함하는 제1 내지 제3 블럭을 마련하고,In the step of preparing the first to third blocks, the first to third blocks each of which further comprises at least one alignment optical fiber, 상기 제1 내지 제3 블럭을 정렬하는 단계에서, 상기 제1 내지 제3 블럭의 정렬 광섬유를 직선으로 정렬하고, 상기 정렬 광섬유를 통과한 광 세기에 근거하여 상기 제1 내지 제3 블럭을 정렬하는, 광트랜시버 제조 방법.In the aligning of the first to third blocks, aligning the alignment fibers of the first to third blocks in a straight line, and aligning the first to third blocks based on the light intensity passing through the alignment fibers. , Optical transceiver manufacturing method. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 도파로는 실리카 기판 상에 형성되는, 광트랜시버 제조 방법.The waveguide is formed on a silica substrate, optical transceiver manufacturing method. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 광송수신부는 SOB(silicon optical bench), 상기 SOB 상에 형성된 포토 다이오드 및 레이저 다이오드를 포함하는, 광트랜시버 제조 방법. The optical transceiver includes a silicon optical bench (SOB), a photo diode and a laser diode formed on the SOB, optical transceiver manufacturing method. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 광도파로는 상기 포토 다이오드에 결합되는 제1 광도파로 및 상기 제1 광도파로로부터 분기되어 상기 레이저 다이오드에 결합되는 제2 광도파로를 포함하는, 광트랜시버 제조 방법.The optical waveguide includes a first optical waveguide coupled to the photodiode and a second optical waveguide branched from the first optical waveguide and coupled to the laser diode. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 블럭, 제2 블럭 및 제3 블럭을 본딩하는 단계에서, 각 광 트랜시버의 광섬유 어레이 일단이 상기 제1 광도파로의 일단에 결합되고, 제1 광도파로의 타단부이 상기 포토다이오드에 결합되고, 상기 제2 광도파로의 단부가 상기 레이저 다이오드에 결합되도록 본딩하는, 광 트랜시버 제조 방법.Bonding the first block, the second block and the third block, one end of an optical fiber array of each optical transceiver is coupled to one end of the first optical waveguide, and the other end of the first optical waveguide is coupled to the photodiode And bonding an end of the second optical waveguide to be coupled to the laser diode.
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US9077453B2 (en) 2012-11-28 2015-07-07 Electronics And Telecommunications Research Institute Multi-channel photoreceiver module

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