KR20080030840A

KR20080030840A - 히터를 이용한 온도 적응형 광변조기 소자

Info

Publication number: KR20080030840A
Application number: KR1020060097284A
Authority: KR
Inventors: 양정승; 송종형
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2008-04-07
Also published as: KR100860303B1; US20080080042A1; JP2008090300A

Abstract

본 발명은 광변조기 소자에 관한 것으로, 특히 히터를 이용한 온도 적응형 광변조기 소자에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판; 중앙 부분이 상기 기판과 소정의 간격만큼 이격되어 위치하는 구조물층; 상기 구조물층 상에 위치하고, 상기 구조물층의 중앙 부분을 상하로 움직이게 하는 구동 수단; 상기 구조물층의 중앙 부분의 상부에 위치하며 입사광을 반사하여 회절시키는 상부 반사층; 상기 기판 상에 위치하며 상기 구조물층의 중앙 부분의 아래에서 상기 상부 반사층과 형성된 단차에 의해 입사광을 반사하여 회절시키는 하부 반사층; 및 상기 구조물층의 상부 및 상기 구동 수단의 측면에 위치하며 소정의 인가된 전압에 의해 열을 발생하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광변조기 소자가 제시된다. 본 발명에 따른 히터를 이용한 온도 적응형 광변조기 소자는 히터를 구비하는 간단한 방법에 의해서 주위 온도에 적응적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

광변조기, 디스플레이, 히터.

Description

히터를 이용한 온도 적응형 광변조기 소자{Temperature adaptive Optical modulator using heater}

도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 압전체를 이용한 일 형태의 회절형 광 변조기 모듈의 사시도.

도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 압전체를 이용한 다른 형태의 회절형 광 변조기 모듈의 사시도.

도 1c는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광 변조기 어레이의 평면도.

도 1d는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광 변조기 어레이에 의해 스크린에 이미지가 생성되는 모식도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회절형 광 변조기의 단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회절형 광변조기의 측면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회절형 광변조기를 포함한 시스템 구성도.

본 발명은 광변조기 소자에 관한 것으로, 특히 히터를 이용한 온도 적응형 광변조기 소자에 관한 것이다.

최근에는 디스플레이 기술이 발달함에 따라 대형화상의 구현에 대한 요구가 날로 증가하고 있다. 현재 대부분의 대형화상 표시장치(주로 프로젝터)는 액정을 광스위치로 사용하고 있다. 과거의 CRT 프로젝터에 비해서는 소형이고 가격도 저렴하며 광학계도 간단하여 많이 사용되고 있다. 그러나, 광원으로부터의 빛이 액정판을 투과하여 스크린에 비춰지므로 광손실이 많다는 것이 단점으로 지적된다. 따라서, 반사를 이용하는 광변조기 소자 등의 마이크로머신을 활용하여 광손실을 줄여서 더 밝은 화상을 얻을 수 있다.

마이크로머신(Micromachine)은 육안으로 식별이 어려운 극히 소형의 기계를 의미한다. 멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical System)라고도 하며, 초소형 전기 기계 시스템 또는 소자라고 부를 수 있다. 주로 반도체 제조기술을 응용하여 만든다. 미소광학 및 극한소자를 이용하여 자기(磁氣) 및 광 헤드와 같은 각종 정보기기 부품에 응용하며, 여러 종류의 마이크로 유체제어기술을 이용하여 생명의학 분야와 반도체 제조공정 등에도 응용한다. 마이크로머신은 그 역할에 따라서 감지 소자의 기능을 하는 마이크로 센서, 구동장치인 마이크로 액추에이터 및 기타 에너지의 전달 역할을 하는 미니어처 기계 등으로 나눌 수 있다.

멤스(MEMS)는 다양한 응용 분야의 하나로서 광학 분야에 응용되고 있다. 멤 스(MEMS) 기술을 이용하면 1mm보다 작은 광학부품을 제작할 수 있으며, 이들로서 초소형 광시스템을 구현할 수 있다.

초소형 광시스템에 해당하는 광변조기 소자, 마이크로 렌즈 등의 마이크로 광학 부품은 빠른 응답속도와 작은 손실, 집적화 및 디지털화의 용이성 등의 장점으로 인하여 통신장치, 디스플레이 및 기록장치에 채택되어 응용되고 있다.

디스플레이의 일종인 스캐닝 디스플레이 장치에 사용되는 광변조기(SOM; Spatial Optical Modulator)는 구동 집적회로와 복수개의 마이크로 미러로 구성된다. 하나 이상의 마이크로 미러가 모여 투사 영상의 한 픽셀을 표현하게 된다.

이때 한 픽셀의 광강도를 표현하기 위해서 마이크로 미러는 드라이버 IC로부터 인가되는 구동 전압에 상응하여 그 변위가 바뀜으로써 변조광의 광량을 변화시킨다. 여기서, 드라이버 IC는 입력신호에 대하여 특정의 관계를 가지는 구동 전압을 생성한다.

그러나, 광변조기는 일정한 온도의 환경하에서 그 효율이 좋은 특징이 있다. 특히, 광변조기의 마이크로 미러를 구동하는 구동 수단이 압전체를 이용하는 경우 광변조기는 약 80℃ 정도의 온도에서 입사광을 반사하여 회절시키는 효율이 크다. 이는 회절광을 발생시키는 마이크로 미러 들간의 거리가 온도에 따라 민감하게 달라질 수 있기 때문이다. 따라서, 디스플레이 장치가 이러한 온도 환경을 벗어나는 경우에도 효율적으로 작동될 수 있는 온도 적응형 광변조기 소자의 개발에 대한 필요성이 대두된다.

본 발명은 주위 온도에 관계없이 효율적으로 작동할 수 있는 히터를 이용한 온도 적응형 광변조기 소자를 제공한다.

또한, 본 발명은 히터를 구비하는 간단한 방법에 의해서 주위 온도에 적응적으로 대응할 수 있는 히터를 이용한 온도 적응형 광변조기 소자를 제공한다.

본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판; 중앙 부분이 상기 기판과 소정의 간격만큼 이격되어 위치하는 구조물층; 상기 구조물층 상에 위치하고, 상기 구조물층의 중앙 부분을 상하로 움직이게 하는 구동 수단; 상기 구조물층의 중앙 부분의 상부에 위치하며 입사광을 반사하여 회절시키는 상부 반사층; 상기 기판 상에 위치하며 상기 구조물층의 중앙 부분의 아래에서 상기 상부 반사층과 형성된 단차에 의해 입사광을 반사하여 회절시키는 하부 반사층; 및 상기 구조물층의 상부 및 상기 구동 수단의 측면에 위치하며 소정의 인가된 전압에 의해 열을 발생하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광변조기 소자를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 구동 수단은 하부 전극; 상기 하부 전극 상에 위치하고, 소정의 전압에 상응하여 수축 및 팽창을 하여 상기 구조물층의 중앙 부분에 상하 구동력을 발생시키는 압전층; 및 상기 압전층 상에 위치하고, 상기 하부 전극 간에 상 기 압전층에 형성되는 상기 소정의 전압을 인가하는 상부 전극을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판; 중앙 부분이 상기 기판과 소정의 간격만큼 이격되어 위치하는 구조물층; 상기 구조물층 상에 위치하고, 상기 구조물층의 중앙 부분을 상하로 움직이게 하는 구동 수단; 상기 구조물층의 중앙 부분의 상부에 위치하며 입사광을 반사하여 회절시키는 상부 반사층; 상기 기판 상에 위치하며 상기 구조물층의 중앙 부분의 아래에서 상기 상부 반사층과 형성된 단차에 의해 입사광을 반사하여 회절시키는 하부 반사층; 상기 구조물층의 상부 및 상기 구동 수단의 측면에 위치하며 소정의 인가된 전압에 의해 열을 발생하는 히터; 상기 히터에 전압을 인가하는 전압 인가부; 상기 광변조기 소자의 온도를 측정하는 온도 측정부; 및 상기 온도 측정부에서 측정한 온도가 기준 온도 이하이면 상기 전압 인가부에서 상기 히터에 전압을 인가하도록 제어하는 전압 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 온도 측정부는 측온저항체(RTD resistance temperature detector) 또는 열전대(thermocouples)를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 히터를 이용한 온도 적응형 광변조기 소자의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다 고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 발명의 실시예는 일반적으로 외부로 신호를 전송하거나 외부로부터 신호를 수신하기 위한 멤스 패키지에 적용될 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기에 앞서 본 발명에 적용되는 멤스 패키지 중 광 변조기에 대해서 먼저 설명하기로 한다.

광 변조기는 크게 직접 광의 온/오프를 제어하는 직접 방식과 반사 및 회절을 이용하는 간접 방식으로 나뉘며, 또한 간접 방식은 정전기 방식과 압전 방식으로 나뉠 수 있다. 여기서, 광 변조기는 구동되는 방식에 상관없이 본 발명에 적용이 가능하다.

정전 구동 방식 격자 광 변조기는 반사 표면부를 가지며 기판 상부에 부유(suspended)하는 다수의 일정하게 이격하는 변형 가능 반사형 리본을 포함한다.

먼저, 절연층이 실리콘 기판상에 증착되고, 이후, 희생 이산화실리콘 막 및 질화실리콘 막의 증착 공정이 후속한다. 질화실리콘 막은 리본으로 패터닝되고 이산화실리콘층의 일부가 에칭되어 리본이 질화물 프레임에 의해 산화물 스페이서층상에 유지되도록 한다. 단일 파장 λ0를 가진 광을 변조시키기 위해, 변조기는 리본의 두께와 산화물 스페이서의 두께가 λ0/4가 되도록 설계된다.

리본상의 반사 표면과 기판의 반사 표면 사이의 수직 거리 d로 한정된 이러한 변조기의 격자 진폭은 리본 (제 1 전극으로서의 역할을 하는 리본의 반사 표면)과 기판(제 2 전극으로서의 역할을 하는 기판 하부의 전도막) 사이에 전압을 인가함으로써 제어된다.

도 1a는 본 발명에 적용 가능한 간접 광 변조기 중 압전체를 이용한 일 형태 의 회절형 광 변조기 모듈의 사시도이며, 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 압전체를 이용한 다른 형태의 회절형 광 변조기 모듈의 사시도이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 기판(115), 절연층(125), 희생층(135), 리본 구조물(145) 및 압전체(155)를 포함하는 광 변조기가 도시되어 있다. 여기서, 압전체(155)는 일반적으로 구동 수단의 한 종류가 될 수 있다.

기판(115)은 일반적으로 사용되는 반도체 기판이며, 절연층(125)은 식각 정지층(etch stop layer)으로서 증착되며, 희생층으로 사용되는 물질을 식각하는 에천트(여기서 에천트는 식각 가스 또는 식각 용액임)에 대해서 선택비가 높은 물질로 형성된다. 여기서 절연층(125) 상에는 입사광을 반사하기 위해 반사층(125(a), 125(b))이 형성될 수 있다.

희생층(135)은 리본 구조물이 절연층(125)과 일정한 간격으로 이격될 수 있도록 양 사이드에서 리본 구조물(145)을 지지하고, 중심부에서 공간을 형성하는 역할을 한다.

리본 구조물(145)은 상술한 바와 같이 입사광의 회절 및 간섭을 일으켜서 신호를 광변조하는 역할을 한다. 리본 구조물(145)의 형태는 상술한 바와 같이 정전기 방식에 따라 복수의 리본 형상으로 구성될 수도 있고, 압전 방식에 따라 리본의 중심부에 복수의 오픈홀을 구비할 수도 있다. 또한, 압전체(155)는 상부 및 하부 전극간의 전압차에 의해 발생하는 상하 또는 좌우의 수축 또는 팽창 정도에 따라 리본 구조물(145)을 상하로 움직이도록 제어한다. 여기서, 반사층(125(a), 125(b))은 리본 구조물(145)에 형성된 홀(145(b), 145(d))에 대응하여 형성된다.

예를 들면, 빛의 파장이 λ인 경우 어떠한 전압도 인가되지 않거나 또는 소정의 전압이 인가된 상태에서 리본 구조물에 형성된 상부 반사층(145(a), 145(c))과 하부 반사층(125(a), 125(b))이 형성된 절연층(125) 간의 간격은 nλ/2(n은 자연수)와 같다. 따라서 0차 회절광(반사광)의 경우 리본 구조물에 형성된 상부 반사층(145(a), 145(c))에서 반사된 광과 절연층(125)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 nλ와 같아서 보강 간섭을 하여 회절광은 최대 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 광의 휘도는 상쇄 간섭에 의해 최소값을 가진다.

또한, 상기 인가된 전압과 다른 적정 전압이 압전체(155)에 인가될 때, 리본 구조물에 형성된 상부 반사층(145(a), 145(c))과 하부 반사층(125(a), 125(b))이 형성된 절연층(125) 간의 간격은 (2n+1)λ/4(n은 자연수)와 같게 된다. 따라서 0차 회절광(반사광)의 경우 리본 구조물에 형성된 상부 반사층(145(a), 145(c))과 절연층(125)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 (2n+1)λ/2 와 같아서 상쇄 간섭을 하여 회절광은 최소 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 보강 간섭에 의해 광의 휘도는 최대값을 가진다. 이러한 간섭의 결과, 광 변조기는 반사 또는 회절광의 광량을 조절하여 신호를 빛에 실을 수 있다.

이상에서는, 리본 구조물(145)과 하부 반사층(125(a), 125(b))이 형성된 절연층(125) 간의 간격이 nλ/2 또는 (2n+1)λ/4인 경우를 설명하였으나, 입사광의 회절, 반사에 의해 간섭되는 세기를 조절할 수 있는 간격을 가지고 구동할 수 있는 다양한 실시예가 본 발명에 적용될 수 있음은 당연하다.

이하에서는, 상술한 도 1a에 도시된 형태의 광 변조기를 중심으로 설명한다.

도 1c를 참조하면, 광 변조기는 각각 제1 픽셀(pixel #1), 제2 픽셀(pixel #2), …, 제m 픽셀(pixel #m)을 담당하는 m개의 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m)로 구성된다. 광 변조기는 수직 주사선 또는 수평 주사선(여기서, 수직 주사선 또는 수평 주사선은 m개의 픽셀로 구성되는 것으로 가정함)의 1차원 영상에 대한 영상 정보를 담당하며, 각 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m)는 수직 주사선 또는 수평 주사선을 구성하는 m개의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀들을 담당한다. 따라서, 각각의 마이크로 미러에서 반사 및 회절된 광은 이후 광 스캔 장치에 의해 스크린에 2차원 영상으로 투사된다. 예를 들면, VGA 640*480 해상도의 경우 480개의 수직 픽셀에 대해 광 스캔 장치(미도시)의 한 면에서 640번 모듈레이션을 하여 광 스캔 장치의 한 면당 화면 1 프레임이 생성된다. 여기서, 광 스캔 장치는 폴리곤 미러(Polygon Mirror), 회전바(Rotating bar) 또는 갈바노 미러(Galvano Mirror) 등이 될 수 있다.

이하 제1 픽셀(pixel #1)을 중심으로 광변조의 원리에 대하여 설명하지만, 다른 픽셀들에 대해서도 동일한 내용이 적용가능함은 물론이다.

본 실시예에서 리본 구조물(145)에 형성된 홀(145(b)-1)은 2개인 것으로 가정한다. 2개의 홀(145(b)-1)로 인하여 리본 구조물(145) 상부에는 3개의 상부 반사층(145(a)-1)이 형성된다. 절연층(125)에는 2개의 홀(145(b)-1)에 상응하여 2개의 하부 반사층이 형성된다. 그리고 제1 픽셀(pixel #1)과 제2 픽셀(pixel #2) 사이의 간격에 의한 부분에 상응하여 절연층(125)에는 또 하나의 하부 반사층이 형성된다. 따라서, 각 픽셀당 상부 반사층(145(a)-1)과 하부 반사층의 개수는 동일하게 되며, 도 2a를 참조하여 전술한 바와 같이 0차 회절광 또는 ㅁ1차 회절광을 이용하여 변조광의 휘도를 조절하는 것이 가능하다.

도 1d를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광 변조기 어레이에 의해 스크린에 이미지가 생성되는 모식도가 도시된다.

수직으로 배열된 m개의 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m)에 의해 반사 및 회절된 광이 광 스캔 장치에서 반사되어 스크린(175)에 수평으로 스캔되어 생성된 화면(185-1, 185-2, 185-3, 185-4, …, 185-(k-3), 185-(k-2), 185-(k-1), 185-k)이 도시된다. 광 스캔 장치에서 한번 회전하는 경우 하나의 영상 프레임이 투사될 수 있다. 여기서, 스캔 방향은 왼쪽에서 오른쪽 방향(화살표 방향)으로 도시되어 있으나, 다른 방향(예를 들면, 그 역 방향)으로도 영상이 스캔될 수 있음은 자명하다.

이상에서 온도 적응형 광변조기 소자를 일반적으로 도시한 사시도 및 평면도를 설명하였으며, 이하에서는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 히터를 이용한 온도 적응형 광변조기 소자을 구체적인 실시예를 기준으로 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회절형 광 변조기의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회절형 광변조기의 측면도이다. 도 2 및 도3을 참조하면, 기판(295), 제1 절연층(287), 제1 희생층(285), 제2 절연층(280), 상부 반사층(270), 제2 희생층(260), 하부 전극(250), 압전층(240), 상부 전극(230), 제3 희생층(220), 접지 전극(210), 히터(205)가 도시된다. 여기서, 도 3을 참조하면, 하부 전극(250), 압전층(240), 상부 전극(230)을 각각 압전체(310(1), 310(2), 310(3))로 도시하였으며, 상부 반사층(270)과 각각 압전체(310(1), 310(2), 310(3))의 결합 관계를 설명의 편의상 단순화 시켜서 도시하였다.

도 2에서는 광변조기 소자의 절반 즉, 양 사이드 중 하나의 사이드만 나타낸다. 도 1a 내지 도 1c에서 설명한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.

희생층은 상술한 바와 같이 구조물층(리본 구조물)이 제1 절연층(287)과 일정한 간격으로 이격될 수 있도록 양 사이드에서 구조물층을 지지하고, 중심부에서 공간을 형성하는 역할을 한다. 즉, 희생층은 도 2에 도시된 광변조기 소자를 형성하기 위해서 필요한 부분이 식각되게 하는 역할을 수행한다. 따라서, 구조물층을 상술한 바와 같이 형성하기 위해서 희생층은 제1 희생층(285), 제2 희생층(260) 및 제3 희생층(220)을 포함하지만, 이러한 형태에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

여기서, 구조물층은 제2 절연층(280)을 의미하며, 제2 희생층(260)을 더 포함하는 의미를 가질 수 있다. 즉, 구조물층은 상술한 마이크로 미러를 형성하기 위해서 중앙 부분이 기판(295)과 소정의 간격만큼 이격되어 위치하는 구조물을 의미한다.

하부 전극(250)에 전압(a)이 인가되면, 접지 전극(210)에 결합된 상부 전 극(230)과 사이에 전압차가 발생하고, 이러한 전압차에 의해서 압전층(240)이 수축 또는 팽창을 함으로써, 제2 절연층(280)의 중앙 부분이 상하로 움직일 수 있다.

히터(205, 205(a), 205(b))는 주위 온도가 낮아져서 제2 절연층(280)의 중앙 부분이 상부로 부상하는 경우 광변조기의 효율이 낮을 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 열을 발생시켜서 주위 온도를 높이는 기능을 수행한다. 히터(205)는 도전성 물질로 형성될 수 있고, 따라서 소정의 저항을 가지는 도전성 물질에 전류가 흐르는 경우 발생하는 열을 이용하여 주위 온도를 높일 수 있다. 히터(205)는 광변조기 주위의 온도를 높일 수 있으면 그 위치가 한정되지 않으며, 예를 들면, 히터(205)는 구조물층의 상부 및 압전체(310(1), 310(2), 310(3))의 측면에 위치하며 소정의 인가된 전압에 의해 열을 발생할 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회절형 광변조기 소자를 포함한 시스템 구성도이다. 도 4를 참조하면, 광변조기 소자(400), 전압 인가부(410), 전압 인가 제어부(420), 온도 측정부(430)이 도시된다.

전압 인가부(410)는 히터(205, 205(a), 205(b))에 전압을 인가한다. 이는 상술한 바와 같이 광변조기 주위의 온도를 높이기 위함이다. 여기서, 전압 인가부에서 인가된 전압은 주위 온도에 따라서 조절될 수 있으며, 예를 들면, 주위 온도가 기준 온도에 비해 매우 낮은 경우 많은 전류가 흐를 수 있도록 높은 전압이 인가될 수 있고, 주위 온도가 기준 온도에 비해 약간 낮은 경우 작은 전류가 흐를 수 있도록 낮은 전압이 인가될 수 있다. 이러한 전압 인가부(410)는 상술한 구동 수단에 인가하는 전압과는 다른 소스에 의해서 다른 전압을 인가한다.

전압 인가 제어부(420)는 전압 인가부(410)에서 히터(205, 205(a), 205(b))에 전압을 인가할지 여부를 제어한다. 즉, 하기 온도 측정부(430)에서 측정한 온도가 기준 온도 이하이면 전압 인가부(410)에서 히터(205)에 전압을 인가하도록 제어한다. 여기서, 기준 온도는 약 80℃ 정도의 온도가 될 수 있으며, 이 온도는 광변조기 소자(400)가 적정한 동작을 할 수 있는 온도가 될 수 있다.

온도 측정부(430)는 광변조기 소자(400) 주위의 온도를 측정하여 측정된 온도 데이터를 전압 인가 제어부(420)가 이용할 수 있도록 한다. 여기서, 온도 측정부(430)가 온도를 측정하는 방법은 다양하게 구현할 수 있다.

예를 들면, 온도 측정부(430)는 측온저항체(RTD : resistance temperature detector), 열전대(thermocouples)를 이용할 수 있다. 여기서, 측온 저항체는 저항 대 온도 출력을 이용하며, 수동적 기구이므로 가동하는데 1mA 정도 만 필요하다. 측온 저항체는 백금, 니켈, 구리, 또는 니켈/철이 될 수 있다. 또한, 열전대는 서로 종류가 다른 금속의 양단을 접속하는 경우 양단의 접점에서 온도차가 발생하고 이에 따라 열기전력에 의한 전류가 발생하는 현상을 이용하여 온도를 측정한다. 여기서, 온도 측정부(430)는 광변조기 소자(400)의 일단에 더미(dummy) 마이크로 미러(상부 반사층)를 형성하고, 그 상부에 금속을 형성함으로써 측온저항체(RTD : resistance temperature detector), 열전대(thermocouples)를 구비할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내 에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 히터를 이용한 온도 적응형 광변조기 소자는 주위 온도에 관계없이 효율적으로 작동할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 히터를 이용한 온도 적응형 광변조기 소자는 히터를 구비하는 간단한 방법에 의해서 주위 온도에 적응적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명 및 그 균등물의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

기판;

중앙 부분이 상기 기판과 소정의 간격만큼 이격되어 위치하는 구조물층;

상기 구조물층 상에 위치하고, 상기 구조물층의 중앙 부분을 상하로 움직이게 하는 구동 수단;

상기 구조물층의 중앙 부분의 상부에 위치하며 입사광을 반사하여 회절시키는 상부 반사층;

상기 기판 상에 위치하며 상기 구조물층의 중앙 부분의 아래에서 상기 상부 반사층과 형성된 단차에 의해 입사광을 반사하여 회절시키는 하부 반사층; 및

상기 구조물층의 상부 및 상기 구동 수단의 측면에 위치하며 소정의 인가된 전압에 의해 열을 발생하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광변조기 소자.
제1항에 있어서,

상기 구동 수단은

하부 전극;

상기 하부 전극 상에 위치하고, 소정의 전압에 상응하여 수축 및 팽창을 하여 상기 구조물층의 중앙 부분에 상하 구동력을 발생시키는 압전층; 및

상기 압전층 상에 위치하고, 상기 하부 전극 간에 상기 압전층에 형성되는 상기 소정의 전압을 인가하는 상부 전극을 포함하는 광변조기 소자.
기판;

중앙 부분이 상기 기판과 소정의 간격만큼 이격되어 위치하는 구조물층;

상기 구조물층 상에 위치하고, 상기 구조물층의 중앙 부분을 상하로 움직이게 하는 구동 수단;

상기 구조물층의 중앙 부분의 상부에 위치하며 입사광을 반사하여 회절시키는 상부 반사층;

상기 기판 상에 위치하며 상기 구조물층의 중앙 부분의 아래에서 상기 상부 반사층과 형성된 단차에 의해 입사광을 반사하여 회절시키는 하부 반사층;

상기 구조물층의 상부 및 상기 구동 수단의 측면에 위치하며 소정의 인가된 전압에 의해 열을 발생하는 히터;

상기 히터에 전압을 인가하는 전압 인가부;

상기 광변조기 소자의 온도를 측정하는 온도 측정부; 및

상기 온도 측정부에서 측정한 온도가 기준 온도 이하이면 상기 전압 인가부에서 상기 히터에 전압을 인가하도록 제어하는 전압 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광변조기 소자 시스템.
제3항에 있어서,

상기 온도 측정부는 측온저항체(RTD resistance temperature detector) 또는 열전대(thermocouples)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광변조기 소자 시스템.