KR20100008034A - Optical add-drop multiplexer for multi-channel - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A multichannel OADM(Optical Add-Drop Multiplexer) is provided to extract only a desired random specific channel signal of multichannel signals, and embody various types of wavelength conversion by a number of channels reflected to a sample grating and a number of FBG(Fiber Bragg Grating). CONSTITUTION: A first circulator(211) controls the signal transfer direction of an input terminal(201) and a branch terminal(202). A sampled grating(221) reflects a multi-channel wavelength signal inputted through the first circulator. FBGs(Fiber Bragg Gratings)(222) are input the multi-channel wavelength signal reflected to the sampled grating, and reflect the inputted channel wavelength signal. A second circulator(212) transfers a signal passing through the FBGs and a signal inputted to a coupling terminal(203) to an output terminal(204). A phase shifter(223) is respectively installed in each of FBGs to shift the center wavelength of the FBGs.

Description

다채널 광분기결합 멀티플렉서{Optical add-drop multiplexer for multi-channel}Optical add-drop multiplexer for multi-channel

본 발명은 다채널 광분기결합 멀티플렉서(OADM, Optical Add-Drop Multiplexer)에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 광도파로상에 형성된 샘플격자(sampled grating)와, 위상쉬프터(stretcher)가 부착된 브래그격자(FBG)를 이용하여 파장가변하는 다채널 광분기결합 멀티플렉서에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-channel optical add-drop multiplexer (OADM), and more particularly, a sample grating formed on an optical waveguide and a Bragg grating having a phase shifter attached thereto. The present invention relates to a multichannel optical splitter multiplexer having a wavelength variable using FBG).

일반적으로 파장분할 다중화(WDM, Wavelength Division Multiplex) 방식은 광섬유를 이용하는 통신에 있어서 상이한 파장의 빔을 이용하여 복수의 채널을 동시에 전송하는 방식이다. 단일 모드 광섬유에서는 일예로 감쇠가 적은 1.3㎛와 1.55㎛의 2종류 광파장을 이용한다.In general, a wavelength division multiplex (WDM) method is a method of simultaneously transmitting a plurality of channels using beams having different wavelengths in a communication using an optical fiber. In the single mode optical fiber, for example, two kinds of optical wavelengths of 1.3 mu m and 1.55 mu m with low attenuation are used.

이러한 파장분할 다중화 방식이 적용된 전송장비는 특수한 하나의 결합기를 이용하여 하나의 광섬유 채널을 광파장에 의해서 분할하여 복수의 통신로로 사용할 수 있게 하는 장치이다. 예를 들면, 1.55㎛ 파장으로부터 1.3㎛파장을 분리하여 2 개의 별도 신호를 다른 파장대로 입력시켜 한 개의 광섬유를 통해서 전송하고, 이 통합된 신호를 받아 다시 2개로 신호로 분리시켜 감지토록 한다.The transmission equipment to which the wavelength division multiplexing method is applied is a device that divides one optical fiber channel by an optical wavelength using a single special coupler to be used as a plurality of communication paths. For example, by separating the 1.3 μm wavelength from the 1.55 μm wavelength, two separate signals are inputted into different wavelengths and transmitted through one optical fiber. The integrated signal is received and separated into two signals to be detected.

파장분할 다중화 장치의 기능에 대한 메커니즘은 두 가지가 있다. 그 하나는 파장에 따라 굴절/반사가 달라지는 원리(Diffraction Grating)이고 다른 하나는 다이크로익 필터(Dichroic Filter)를 채용해서 분리하는 방법이다. 즉, 하나의 파장은 필터를 통과하나 다른 파장은 반사되는 원리를 이용하는 방법이다.There are two mechanisms for the function of the wavelength division multiplexing device. One is the principle of diffraction / reflection depending on the wavelength, and the other is to separate and use a dichroic filter. In other words, one wavelength passes through the filter, but the other wavelength is reflected.

파장에 따라 굴절율이 달라지는 원리를 이용한 다중화 장치의 일예로 결합기형 광분기결합 멀티플렉서(OADM, Optical Add-Drop Multiplexer)가 있다.An example of a multiplexing device using a principle in which the refractive index varies depending on the wavelength is a combiner type optical branch-coupled multiplexer (OADM).

도 1은 종래의 다채널 광분기결합 멀티플렉서를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 광분기결합 멀티플렉서는 브래그격자(FBG, Fiber Bragg Grating)에 기반을 둔 파장가변형 다채널 광분기결합 멀티플렉서로서, 마흐젠더(Mach-Zehnder) 간섭계의 양쪽경로에 동일한 광섬유격자를 제작하여 광분기결합 멀티플렉서를 구현한 마흐젠더 간섭계형 OADM이다.1 is a diagram illustrating a conventional multichannel optical branch coupling multiplexer. Referring to FIG. 1, a conventional optical branch coupling multiplexer is a wavelength-variable multichannel optical branch coupling multiplexer based on a Bragg grating (FBG), and has the same optical fiber in both paths of a Mach-Zehnder interferometer. This is a Mach-Zehnder interferometer type OADM that implements an optical branch coupling multiplexer by fabricating a grating.

이는 3㏈ 커플러를 이용하여 마흐젠더 간섭계를 구성한 후, 같은 길이의 암(arm) 중간에 격자를 형성하여 결합(add)/분기(drop) 기능을 수행할 수 있도록 만든 것이다. 즉, 입력단으로 다채널 신호를 넣으면 마흐젠더 간섭계에 만들어진 격자필터에서 하나의 파장을 분기시키고, 분기된 파장관 같은 파장의 신호는 결합단을 통해 넣어줌으로써 전송을 완료한다.This is done by constructing a Mahzander interferometer using a 3 kHz coupler, and forming a grating in the middle of an arm of the same length to perform an add / drop function. In other words, when the multi-channel signal is input to the input terminal, the lattice filter made in the Mahzender interferometer splits one wavelength, and the signal having the same wavelength as the branched wavelength tube is put through the coupling terminal to complete the transmission.

그러나, 이러한 종래의 광분기결합 멀티플렉서는 마흐젠더 간섭계의 길이와 격자생성 위치를 동일하게 만들어야 하는 어려움이 있어 재현성이 부족하고, 단일 파장만을 추출할 수 있기 때문에 응용성이 뒤떨어진다.However, such a conventional optical branch coupling multiplexer has a difficulty in making the length and the grating generation position of the Mach-Zehnder interferometer the same.

본 발명은 다채널 신호 중 원하는 임의의 특정채널신호만을 추출할 수 있는 다채널 광분기결합 멀티플렉서를 제공함에 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a multi-channel optical branch coupling multiplexer capable of extracting only a desired specific channel signal among multi-channel signals.

또한, 본 발명은 샘플격자에 반사되는 채널의 수와 브래그격자의 수에 의해 다양한 형태의 파장가변이 가능한 다채널 광분기결합 멀티플렉서를 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a multi-channel optical branch coupling multiplexer capable of varying wavelengths in various forms by the number of channels reflected by the sample grid and the number of Bragg grids.

본 발명의 상기 목적은 다채널파장신호가 입력되는 입력단, 분기된 신호가 출력되는 분기단, 분기된 신호와 동일한 파장의 신호가 입력되는 결합단 및 상기 분기단으로 분기되지 않은 파장의 신호에 상기 결합단으로부터의 신호가 결합되어 출력되는 출력단을 포함하는 다채널 광분기결합 멀티플렉서에 있어서, 상기 입력단과 상기 분기단의 신호 전송 방향 제어를 위한 제1서큘레이터; 상기 제1서큘레이터를 통해 입력되는 상기 다채널파장신호를 반사시키는 샘플격자; 상기 샘플격자에 반사된 상기 다채널파장신호를 입력받고, 입력받은 다채널파장신호 중 특정채널파장신호를 반사시키기 위한 적어도 하나 이상의 브래그격자; 및 상기 브레그격자를 통과한 신호와 상기 결합단으로 입력되는 신호를 상기 출력단으로 전달하기 위한 제2서큘레이터를 포함하는 다채널 광분기결합 멀티플렉서에 의해 달성된다.The object of the present invention is to provide an input terminal for inputting a multi-channel wavelength signal, a branch terminal for outputting a branched signal, a coupling terminal for inputting a signal having the same wavelength as that of the branched signal, and a signal having a wavelength not branched to the branch terminal. A multi-channel optical branch coupling multiplexer comprising an output stage coupled to and output from a coupling stage, comprising: a first circulator for controlling a signal transmission direction between the input stage and the branch stage; A sample grating reflecting the multi-channel wavelength signal inputted through the first circulator; At least one Bragg grid for receiving the multi-channel wavelength signal reflected on the sample grid and reflecting a specific channel wavelength signal among the received multi-channel wavelength signals; And a second circulator for transmitting the signal passing through the Bragg grating and the signal input to the coupling stage to the output stage.

본 발명은 다채널 신호 중 원하는 임의의 특정채널신호만을 추출할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of extracting only a desired specific channel signal among the multichannel signals.

또한, 본 발명은 샘플격자에 반사되는 채널의 수와 브래그격자(FBG)의 수에 의해 다양한 형태의 파장가변이 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that the wavelength can be changed in various forms by the number of channels reflected on the sample grid and the number of Bragg grid (FBG).

또한, 본 발명은 N개의 채널신호 중에서 하나 이상의 채널을 동시에 추출할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of simultaneously extracting one or more channels from the N channel signals.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best describe their invention. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 다채널 광분기결합 멀티플렉서의 일실시예를 나타내 는 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다채널 광분기결합 멀티플렉서(OADM, optical add-drop multiplexer)는 두 개의 4단자 서큘레이터(circulator)와, 두 개의 서큘레이터 사이에 구비되는 광도파로칩(220)을 포함한다.2 is a block diagram showing an embodiment of a multi-channel optical branch coupling multiplexer according to the present invention. Referring to FIG. 2, a multi-channel optical add-drop multiplexer (OADM) according to an embodiment of the present invention includes two four-terminal circulators and light provided between the two circulators. The waveguide chip 220 is included.

서큘레이터는 광분기결합 멀티플렉서의 입력단(input, 201)과 분기단(drop, 202)의 신호 전달을 제어하기 위한 제1서큘레이터(211)와 광분기결합 멀티플렉서의 결합단(add, 203)과 출력단(output, 204)의 신호 전달을 제어하기 위한 제2서큘레이터(212)로 구분된다.The circulator includes a first circulator 211 and a coupling end (add, 203) of the optical branch coupling multiplexer for controlling the signal transmission between the input 201 and the drop 202 of the optical branch coupling multiplexer. It is divided into a second circulator 212 for controlling the signal transmission of the output (204).

여기서, 입력단(201)은 광분기결합 멀티플렉서에 있어 다채널파장신호가 입력되는 단이며, 분기단(202)은 분기된 신호가 출력되는 단이고, 결합단(203)은 분기된 신호와 동일한 파장의 신호가 입력되는 단이며, 출력단(204)은 분기단(202)으로 분기되지 않은 파장의 신호에 결합단(203)으로 입력되는 신호가 결합되어 출력되는 단이다.Here, the input stage 201 is a stage into which the multi-channel wavelength signal is input in the optical branch coupling multiplexer, the branch stage 202 is a stage where the branched signal is output, and the coupling stage 203 has the same wavelength as the branched signal. Signal is input, and the output terminal 204 is a stage in which the signal input to the coupling end 203 is combined with the signal of the wavelength which is not branched to the branch end 202, and is output.

제1서큘레이터(211)는 입력단(201)으로 입력된 신호를 광도파로칩(220)의 샘플격자(sampled grating, 221)로 전달해 주고, 샘플격자(221)에서 반사된 신호를 광도파로칩(220)의 브래그격자(FBG, Fiber Bragg Grating, 222)로 전달해 주며, 브래그격자(222)에서 반사된 신호를 분기단(202)으로 전달해 준다.The first circulator 211 transmits the signal input to the input terminal 201 to the sampled grating 221 of the optical waveguide chip 220, and transmits the signal reflected from the sample grating 221 to the optical waveguide chip. It transmits to the Bragg grid (FBG, Fiber Bragg Grating, 222) of 220, and transmits the signal reflected from the Bragg grid 222 to the branch end (202).

제2서큘레이터(212)는 브래그격자(222)를 통과한 신호와 결합단(203)으로 입력된 신호를 결합하여 출력단(204)으로 전달하며, 샘플격자(221)를 통과한 신호를 출력단(204)으로 전달해 준다.The second circulator 212 combines the signal passed through the Bragg grating 222 and the signal input to the coupling end 203 and transmits the signal to the output end 204, and transmits the signal passing through the sample grid 221 to the output end ( 204).

광도파로칩(220)은 제1서큘레이터(211)와 제2서큘레이터(212) 사이에 구비되는 것으로서, 제1서큘레이터(211) 및 제2서큘레이터(212)와 함께 다채널 광분기결합 멀티플렉서를 형성한다.The optical waveguide chip 220 is provided between the first circulator 211 and the second circulator 212. The optical waveguide chip 220, together with the first circulator 211 and the second circulator 212, combines a multi-channel optical branch. Form a multiplexer.

광도파로칩(220)은 병렬로 구비된 두 개의 광도파로를 포함한다.The optical waveguide chip 220 includes two optical waveguides provided in parallel.

제1광도파로에는 샘플격자(221)가 형성되어 있으며, 제2광도파로에는 적어도 하나 이상의 브래그격자(222)가 형성되어 있다.A sample grid 221 is formed in the first optical waveguide, and at least one Bragg grid 222 is formed in the second optical waveguide.

샘플격자(221)는 제1서큘레이터(211)를 통해 입력되는 다채널파장신호를 반사시키는 것으로, 샘플격자(221)에 반사된 신호는 제1서큘레이터(211)를 통해 브래그격자(222)로 전달된다.The sample grid 221 reflects the multi-channel wavelength signal input through the first circulator 211, and the signal reflected by the sample grid 221 is the Bragg grid 222 through the first circulator 211. Is delivered to.

브래그격자(222)는 샘플격자(221)에 반사된 신호 중 특정채널의 파장 신호를 반사시킨다. 이러한 브래그격자(222)를 다양한 파장에 대해 구비함으로써 원하는 파장의 신호를 선택적으로 분기시킬 수 있다.The Bragg grating 222 reflects a wavelength signal of a specific channel among the signals reflected on the sample grating 221. By providing the Bragg grating 222 for various wavelengths it is possible to selectively branch the signal of the desired wavelength.

브래그격자(222)에 반사된 신호는 제1서큘레이터(211)를 통해 분기단(202)으로 출력된다.The signal reflected by the Bragg grating 222 is output to the branch end 202 through the first circulator 211.

한편, 브래그격자(222)에 구비된 위상쉬프터(stretcher, 223)는 브래그격자(222)의 중심파장의 위상을 소정간격 이동시키는 것으로서, 반사시킬 수 있는 파장이 위상쉬프터(223)에 의해 변경된 브래그격자(222)는 기존에 반사시키던 신호를 반사시키지 못하고 그대로 통과시키게 된다. 이러한 기능을 이용하여 특정채널의 신호만을 반사시켜 분기시킬 수 있다.Meanwhile, the phase shifter 223 provided in the Bragg grating 222 shifts the phase of the center wavelength of the Bragg grating 222 by a predetermined interval, and the wavelength that can be reflected is changed by the Bragg grating 223. The grating 222 does not reflect a signal that has been previously reflected but passes through it as it is. Using this function, only the signal of a specific channel can be reflected and branched.

여기서, 위상쉬프터(223)는 브래그격자(222)의 해당 위상을 변경시킬 수 있 는 수단이라면 어떠한 것이라도 가능하며, 특히, 인가된 전기에 의해 브래그격자(222)를 늘리는 등의 방법에 의해 구현될 수 있다.Here, the phase shifter 223 can be any means that can change the phase of the Bragg grid 222, in particular, implemented by a method such as increasing the Bragg grid 222 by the applied electricity. Can be.

도 3은 본 발명에 따른 샘플격자 및 브래그격자의 파장을 나타내는 일실시예이다. 도 3을 참조하면, 샘플격자(221)는 입력되는 다채널파장신호를 반사시키는 형태를 가지며, 브래그격자(222)는 각각이 특정한 파장의 신호만을 반사시키는 형태를 가짐을 알 수 있다.3 is a diagram illustrating wavelengths of a sample grid and a Bragg grid according to the present invention. Referring to FIG. 3, it can be seen that the sample grid 221 reflects the input multi-channel wavelength signal, and the Bragg grid 222 has a form in which each reflects only a signal having a specific wavelength.

이상에서 살펴본 다채널 광분기결합 멀티플렉서의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the multi-channel optical branch coupling multiplexer described above is as follows.

먼저, 입력단(201)을 통해 다채널파장신호가 입사되면, 입사된 다채널파장신호는 제1서큘레이터(211)를 통해 샘플격자(221)에 입사되고(도 2의 S1), 샘플격자(221)에 입사된 다채널파장신호는 다채널의 파장신호를 동시에 반사시키는 특성의 샘플격자(221)에 의해 반사된다(도 2의 S2). 여기서, 다채널파장신호는 일예로, 중심파장이 각각 λ1, λ2, ..., λN-1, λN이고, 채널간격이 ΔλC인 N-채널신호일 수 있다.First, when the multi-channel wavelength signal is incident through the input terminal 201, the incident multi-channel wavelength signal is incident on the sample grid 221 through the first circulator 211 (S1 of FIG. 2), and the sample grid ( The multi-channel wavelength signal incident on the 221 is reflected by the sample grid 221 having the characteristic of simultaneously reflecting the multi-channel wavelength signal (S2 in FIG. 2). Here, the multi-channel wavelength signal may be, for example, an N- channel signal having a center wavelength of λ 1 , λ 2 , ..., λ N-1 , λ N , and a channel spacing of Δλ C , respectively.

샘플격자(221)에 반사된 N-채널신호는 제1서큘레이터(211)를 통해 N개의 브래그격자(222)에 입사된다(도 2의 S3). 여기서, N개의 브래그격자(222)는 중심파장이 각각 λ1, λ2, ..., λN-1, λN일 수 있다. 즉, 샘플격자(221)에 반사된 N-채널신호는 동일한 중심파장의 신호를 반사시키는 각각의 브래그격자(222)에 의해 반사되고, 반사된 신호는 제1서큘레이터(211)를 통해 분기단(202)으로 분기된다(도 2의 S4).The N-channel signal reflected by the sample grid 221 is incident on the N Bragg grids 222 through the first circulator 211 (S3 of FIG. 2). Here, the N Bragg gratings 222 may have a center wavelength of λ 1 , λ 2 ,..., Λ N-1 , and λ N , respectively. That is, the N-channel signal reflected on the sample grid 221 is reflected by each Bragg grid 222 reflecting a signal having the same center wavelength, and the reflected signal is branched through the first circulator 211. It branches to 202 (S4 of FIG. 2).

이때, 중심파장이 λI(I=1, 2, ..., N-1, N)인 임의의 한 개 또는 그 이상의 채널신호만을 반사시키고 싶을 경우, 브래그격자(222)에 부착된 위상쉬프터(223)를 이용하여 중심파장이 λI인 브래그격자(222)의 중심파장을 Δλ만큼 이동시켜 중심파장이 λI-Δλ인 브래그격자(222)를 만듦으로써 원하는 임의의 특정채널신호만을 반사시켜 분기시킬 수 있다(도 2의 S4). 즉, 브래그격자(222)의 수를 줄이고, 작은 중심파장의 이동만으로도 N개의 채널 중에서 하나 이상의 채널을 동시에 추가 추출할 수 있다.At this time, if one or more channel signals whose center wavelength is λ I (I = 1, 2, ..., N-1, N) are desired to be reflected, the phase shifter attached to the Bragg grating 222 223 to the center wavelength λ is reflected only the I channel signal of any particular desired by making the center of the Bragg grating (222) to move the center wavelength by Δλ is the wavelength λ I -Δλ the Bragg grating (222) using a It can branch (S4 of FIG. 2). That is, the number of Bragg gratings 222 may be reduced, and one or more channels among N channels may be additionally extracted at the same time by only moving a small center wavelength.

이렇게 브래그격자(222)에 반사된 특정채널신호 이외의 나머지 파장신호는 브래그격자(222)를 통과한다(도 2의 S5). 또한, 초기 입력단(201)에 입사된 다채널파장신호 중 샘플격자(221)에 의해 반사된 N-채널신호 이외의 나머지 채널신호는 제2서큘레이터(212)를 통해 출력단(204)으로 출력되어 다음 노드로 전송된다(도 2의 S6).The remaining wavelength signal other than the specific channel signal reflected by the Bragg grating 222 passes through the Bragg grating 222 (S5 of FIG. 2). In addition, the remaining channel signals other than the N-channel signals reflected by the sample grid 221 among the multi-channel wavelength signals incident on the initial input terminal 201 are output to the output terminal 204 through the second circulator 212. Is sent to the next node (S6 in FIG. 2).

한편, 앞서 브래그격자(222)에 의해 반사되어 분기된 신호는 다음 노드에서도 사용할 수 있도록 하기 위해 분기된 신호와 동일한 신호를 결합단(203)으로 입력시킨다(Add). 이러한 결합동작(Add)은 입력단(201)의 신호 중 일부를 분기시키는 동작과 동일한 동작원리에 의해 이루어지며, 결합단(203)에 입력된 신호는 분기되지 않고 브래그격자(222)를 통과한 신호와 함께 제2서큘레이터(212)를 통해 출력단(204)으로 출력되어 다음 노드로 전송된다.Meanwhile, the signal reflected and branched by the Bragg grating 222 previously inputs the same signal as the branched signal to the coupling end 203 in order to be used by the next node (Add). The coupling operation (Add) is performed by the same operation principle as the operation of branching a part of the signal of the input terminal 201, the signal input to the coupling terminal 203 is not branched signal passing through the Bragg grid 222 Together with the second circulator 212 is output to the output terminal 204 and transmitted to the next node.

이상과 같은 원리를 이용함으로써 샘플격자(221)에 의해 반사되는 채널 수와 사용된 브래그격자(222)의 수에 의해 다양한 형태의 신호 재구성이 가능한 파장가변형 다채널 광분기결합 멀티플렉서를 구현할 수 있다.By using the above-described principle, a wavelength-variable multichannel optical splitter multiplexer capable of reconstructing various types of signals can be implemented by the number of channels reflected by the sample grid 221 and the number of Bragg grids 222 used.

도 4a는 본 발명에 따른 광도파로칩의 일실시예를 나타내는 사시도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 광도파로칩의 일실시예를 나타내는 평면도이다. 또한, 도 5a 내지 도 5m은 본 발명에 따른 광도파로칩의 제조공정을 나타내는 공정도이다.4A is a perspective view illustrating an embodiment of an optical waveguide chip according to the present invention, and FIG. 4B is a plan view illustrating an embodiment of the optical waveguide chip according to the present invention. 5A to 5M are process diagrams illustrating a manufacturing process of an optical waveguide chip according to the present invention.

도 4a 내지 도 5m을 참조하면, 광도파로칩(220)은 하나의 웨이퍼상에 다수 개를 형성시킬 수 있다.4A through 5M, a plurality of optical waveguide chips 220 may be formed on one wafer.

먼저, 실리콘웨이퍼를 깨끗이 세척한 후, 화염가수분해증착(FHD, Flame Hydrolysis Deposition) 장비나, 화학기상증착(CVD, Chemical Vapor Deposition) 장비를 사용하여 하부클래드층 형성을 위한 실리콘웨이퍼상에 SiO2층(502)을 증착시킨다(도 5a).First, the silicon wafer is cleaned and then SiO 2 is formed on the silicon wafer to form the bottom clad layer using Flame Hydrolysis Deposition (FHD) or Chemical Vapor Deposition (CVD). Layer 502 is deposited (FIG. 5A).

다음, 광이 도파될 코어층을 형성하기 위해, SiO2층(502)상에 GeO2층(503)을 증착시킨다(도 5b). 코어층은 샘플격자(221)와 브래그격자(222)가 형성될 광도파로가 형성되는 층이다.Next, a GeO 2 layer 503 is deposited on the SiO 2 layer 502 to form a core layer to which light is to be guided (FIG. 5B). The core layer is a layer in which an optical waveguide on which the sample grid 221 and the Bragg grid 222 are to be formed is formed.

GeO2층(503)이 증착된 이후, SiO2층(502)과 GeO2층(503)을 고온의 로를 사용하여 고밀화(consolidation)시켜 고밀도의 후막을 형성시킨다(도 5c).After the GeO 2 layer 503 is deposited, the SiO 2 layer 502 and the GeO 2 layer 503 are consolidated using a high temperature furnace to form a dense thick film (FIG. 5C).

이어, 고밀화된 GeO2(503)상에 스퍼터링 장비를 사용하여 Al층(504)을 증착시키고(도 5d), 증착된 Al층(504)상에 포토레지스트층(505)을 형성시킨 후 소프트 베이킹을 한다(도 5e). 소프트 베이킹을 수행한 후, 마스크를 이용한 자외선 노광을 통해 포토레지스트층(505)에 광도파로 패턴을 형성한다(도 5f 및 도 5g).Next, an Al layer 504 is deposited on the densified GeO 2 503 using a sputtering apparatus (FIG. 5D), and a photoresist layer 505 is formed on the deposited Al layer 504, followed by soft baking. (Fig. 5e). After the soft baking is performed, an optical waveguide pattern is formed on the photoresist layer 505 through ultraviolet exposure using a mask (FIGS. 5F and 5G).

다음으로, 광도파로 패턴이 형성된 포토레지스트층(505)을 마스크로 하여 건식 또는 습식 식각으로 Al층(504)과 GeO2층(503)을 순차적으로 에칭한다(도 5h 및 도 5i).Next, the Al layer 504 and the GeO 2 layer 503 are sequentially etched by dry or wet etching using the photoresist layer 505 having the optical waveguide pattern as a mask (FIGS. 5H and 5I).

그리고, 남은 포토레지스트층(505)과 Al층(504)을 순차적으로 제거하여 샘플격자(221) 및 브래그격자(222)가 형성될 광도파로를 형성시킨다(도 5j 및 도 5k).The remaining photoresist layer 505 and the Al layer 504 are sequentially removed to form an optical waveguide on which the sample grid 221 and the Bragg grid 222 are to be formed (FIGS. 5J and 5K).

이어, 샘플격자(221) 및 브래그격자(222) 형성을 위한 위상마스크(506)를 이용하여 광도파로에 샘플격자(221) 및 브래그격자(222)를 형성시킨다(도 5l). 이렇게 형성된 격자는 원하는 신호만을 추출해주고 원하지 않는 파장의 신호는 그대로 통과시키는 역할을 하게 된다.Subsequently, the sample grid 221 and the Bragg grid 222 are formed in the optical waveguide by using the phase mask 506 for forming the sample grid 221 and the Bragg grid 222 (FIG. 5L). The grating formed thus extracts only the desired signal and passes the signal of the unwanted wavelength as it is.

마지막으로, 샘플격자(221) 및 브래그격자(222)가 형성된 광도파로를 감싸는 상부클래드층(507)을 형성시켜 광도파로칩(220)을 형성시킨다(도 5m).Finally, the upper cladding layer 507 is formed to surround the optical waveguide on which the sample grid 221 and the Bragg grid 222 are formed to form the optical waveguide chip 220 (FIG. 5M).

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments as described above, it is not limited to the above embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various modifications and variations are possible without departing from the spirit of the present invention and equivalents of the claims to be described below.

도 1은 종래의 다채널 광분기결합 멀티플렉서를 나타내는 도면,1 is a diagram illustrating a conventional multichannel optical branch coupling multiplexer;

도 2는 본 발명에 따른 다채널 광분기결합 멀티플렉서의 일실시예를 나타내는 구성도,2 is a block diagram showing an embodiment of a multi-channel optical branch coupling multiplexer according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 샘플격자 및 브래그격자의 파장을 나타내는 일실시예,3 is an embodiment illustrating wavelengths of a sample grid and a Bragg grid according to the present invention;

도 4a는 본 발명에 따른 광도파로칩의 일실시예를 나타내는 사시도,4A is a perspective view illustrating an embodiment of an optical waveguide chip according to the present invention;

도 4b는 본 발명에 따른 광도파로칩의 일실시예를 나타내는 평면도,4B is a plan view showing an embodiment of an optical waveguide chip according to the present invention;

도 5a 내지 도 5m은 본 발명에 따른 광도파로칩의 제조공정을 나타내는 공정도이다.5A to 5M are process charts illustrating a manufacturing process of an optical waveguide chip according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>               <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

201: 입력단 202: 분기단 203: 결합단201: input stage 202: branch stage 203: coupling stage

204: 출력단 211: 제1서큘레이터 212: 제2서큘레이터204: output stage 211: first circulator 212: second circulator

220: 광도파로칩 221: 샘플격자 222: 브래그격자220: optical waveguide chip 221: sample grid 222: Bragg grid

223: 위상쉬프터 501: 실리콘기판 502: SiO2 223: phase shifter 501: silicon substrate 502: SiO 2

503: GeO2 504: Al 505: 포토레지스트503: GeO 2 504: Al 505: photoresist

506: 위상마스크 507: 상부클래드층506: phase mask 507: upper clad layer

Claims (4)

다채널파장신호가 입력되는 입력단, 분기된 신호가 출력되는 분기단, 분기된 신호와 동일한 파장의 신호가 입력되는 결합단 및 상기 분기단으로 분기되지 않은 파장의 신호에 상기 결합단으로부터의 신호가 결합되어 출력되는 출력단을 포함하는 다채널 광분기결합 멀티플렉서에 있어서,The signal from the coupling end is applied to an input terminal to which a multi-channel wavelength signal is input, a branch terminal to which a branched signal is output, a coupling terminal to which a signal having the same wavelength as the branched signal is input, and a signal having a wavelength that is not branched to the branching terminal. In the multi-channel optical splitting multiplexer including an output coupled to the output, 상기 입력단과 상기 분기단의 신호 전송 방향 제어를 위한 제1서큘레이터;A first circulator for controlling a signal transmission direction between the input terminal and the branch terminal; 상기 제1서큘레이터를 통해 입력되는 상기 다채널파장신호를 반사시키는 샘플격자;A sample grating reflecting the multi-channel wavelength signal inputted through the first circulator; 상기 샘플격자에 반사된 상기 다채널파장신호를 입력받고, 입력받은 다채널파장신호 중 특정채널파장신호를 반사시키기 위한 적어도 하나 이상의 브래그격자; 및At least one Bragg grid for receiving the multi-channel wavelength signal reflected on the sample grid and reflecting a specific channel wavelength signal among the received multi-channel wavelength signals; And 상기 브레그격자를 통과한 신호와 상기 결합단으로 입력되는 신호를 상기 출력단으로 전달하기 위한 제2서큘레이터A second circulator for transmitting the signal passing through the Bragg grating and the signal input to the coupling end to the output end 를 포함하는 다채널 광분기결합 멀티플렉서.Multi-channel optical branch coupling multiplexer comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 브래그격자 각각에 구비되어 상기 브래그격자의 중심파장을 쉬프터시키기 위한 위상쉬프터A phase shifter provided at each Bragg grating to shift the center wavelength of the Bragg grating. 를 더 포함하는 다채널 광분기결합 멀티플렉서.Multi-channel optical branch coupling multiplexer further comprising. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 샘플격자 및 브래그격자는 칩형태의 광도파로상에 구비되는 것인 다채널 광분기결합 멀티플렉서.The sample grating and Bragg grating is provided on a chip-shaped optical waveguide multi-channel optical branch coupling multiplexer. 제3항에 있어서, 상기 샘플격자 및 브래그격자가 형성된 광도파로칩은,The optical waveguide chip of claim 3, wherein the sample grid and the Bragg grid are formed. 실리콘웨이퍼상에 하부클래드층 형성을 위한 SiO2층을 증착시키는 단계;Depositing a SiO 2 layer on the silicon wafer to form a bottom clad layer; 상기 SiO2층상에 상기 샘플격자 및 브래그격자가 형성될 광도파로 형성을 위한 GeO2층을 증착시키는 단계;Depositing a GeO 2 layer for the optical waveguide formed to be formed with the sample gratings and Bragg grating in the SiO 2 layer; 상기 SiO2층과 상기 GeO2층을 고온의 로를 사용하여 고밀화시키는 단계;Densifying the SiO 2 layer and the GeO 2 layer using a high temperature furnace; 고밀화된 GeO2상에 Al층을 증착시키는 단계;Depositing an Al layer on the densified GeO 2 ; 상기 Al층상에 광도파로 패턴이 형성된 포토레지스트층을 형성시키는 단계;Forming a photoresist layer having an optical waveguide pattern formed on the Al layer; 광도파로 패턴이 형성된 상기 포토레지스트층을 마스크로 하여 상기 Al층과 상기 GeO2층을 순차적으로 에칭하고, 남은 상기 포트레지스트층과 상기 Al층을 순차적으로 제거하여 상기 샘플격자 및 브래그격자가 형성될 광도파로를 형성시키는 단 계;The Al layer and the GeO 2 layer are sequentially etched using the photoresist layer having the optical waveguide pattern as a mask, and the sample lattice and Bragg lattice are formed by sequentially removing the remaining port resist layer and the Al layer. Forming an optical waveguide; 상기 샘플격자 및 브래그격자 형성을 위한 위상마스크를 이용하여 상기 광도파로에 상기 샘플격자 및 브래그격자를 형성시키는 단계; 및Forming the sample grid and the Bragg grid in the optical waveguide by using a phase mask for forming the sample grid and the Bragg grid; And 상기 샘플격자 및 브래그격자가 형성된 상기 광도파로를 감싸는 상부클래드층을 형성키시는 단계Forming an upper cladding layer surrounding the optical waveguide on which the sample grid and the Bragg grid are formed; 를 통해 형성되는 것인 다채널 광분기결합 멀티플렉서.The multi-channel optical branch coupling multiplexer is formed through.
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