KR20100131793A - 유연한 파이버 모듈, 이를 이용한 파장 가변 소자 패키지 및 이들의 제조방법 - Google Patents

유연한 파이버 모듈, 이를 이용한 파장 가변 소자 패키지 및 이들의 제조방법 Download PDF

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Abstract

광 발진모듈과 분극 반전 도파로 칩 모듈 사이의 광접속 파워가 외부환경 변화에 관계없이 일정하게 유지하도록 하는 유연한 파이버 모듈이 개시된다. 유연한 파이버 모듈은 세라믹 페룰이 장착된 웰딩용 서스(SUS) 지그와 세라믹 페룰에 삽입되어 광 발진모듈에서 출사된 광을 전달받아 파장이 변조된 광으로 출사하는 분극 반전 도파로 칩 모듈로 전달하되, 광 발진모듈과 상기 분극 반전 도파로 칩 모듈 사이의 광접속파워를 일정하게 하는 파이버를 포함한다.
파장 가변 소자(wavelength conversion device), 분극 반전(periodically poling)

Description

유연한 파이버 모듈, 이를 이용한 파장 가변 소자 패키지 및 이들의 제조방법{Flexible fiber module, wavelength conversion device package using the same and fabrication method of the same}
본 발명은 파장 가변 소자 패키지에 관한 것으로서 특히, 유연한 파이버 모듈, 이를 이용한 파장 가변 소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
분극 반전된 비선형 칩을 사용한 레이저 광원 기술은 다양한 방법으로 시도되고 있다. 예를들어 차주파수(Difference Frequency Mixing), 합주파수(Sum Frequency Mixing), 또는 광매개공진기(Optical Parametric Oscillator)를 제작할 수 있다.
이 중에서도 가시광 대역의 파장 광원을 제작하기 위해서는 주파수의 특수한 형태인 2차 조화파 생성 기술이 적용이 된다. 이는 낮은 주파수를 갖는 펌핑 광원이 비선형 특성을 갖는 분극 반전 광 도파로에 입사된 후 변환되어 2배수의 주파수를 갖는 광원으로 변환되는 기술을 말한다.
이론적으로는, 입사되는 펌핑광원 파워의 제곱과 비선형 칩의 길이의 제곱에 비례하여 2차조화파 광원의 파워가 결정되지만 광 도파로에서 손실 및 흡수손실 및 광접속 손실 등으로 인해 100%의 변환효율을 가질 수 없게 된다.
비선형을 이용한 2차조화파 생성 기술 중 대표적인 것이 파장가변 레이저 소자이다.
비선형을 이용한 파장 가변 레이저 제작에 있어서 중요한 변수는 다음과 같다. 결정의 비선형 계수값, 비선형 샘플의 길이, 입력 펌핑광원의 파워, 입력 펌핑광원의 선폭, 펌핑광원과 광도파로와의 정렬손실과 온도 안정화, 광도파로의 모드, 또는 광 도파로의 도파손실 등이 있다.
분극반전된 영역을 갖는 도파로를 패키징하기 위해서는 2개의 온도 안정화 모듈을 각각 레이저 다이오드와 분극반전 도파로에 적용해야 한다. 이 경우 각각의 온도 최적화 설정값에 따라 정렬 위치 틀어짐 현상이 발생하게 되며 이로 인해 광접속 파워가 변하게 된다.
대략 1미크론의 위치 변화에 따라 10%의 광접속 파워 변화가 유발될 수 있으며 이로 인해 파장 가변된 광원의 파워 또한 손실이 발생하는 문제점 있다.
파장 가변 광원으로의 파워변환 효율(Conversion Efficiency)은 입력 펌핑 광원의 파워에 비례하는 특성이 있다. 따라서, 10%의 파워 손실은 10%의 변환효율 감소를 유발하게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 레이저 다이오드를 이용한 비선형 광 발진기의 구성도이다.
레이저를 출력하기 위한 레이저 다이오드(11), 출력된 레이저를 집속시켜 강유전체 결정(12)상에 주기적으로 분극(16,17)이 반전된 Ti 확산도파로(13)에 조사 하기 위한 광집속 렌즈(14) 그리고 광 도파로(13)에서 출력된 레이저 광의 초점을 조절하기 위한 광시준화 렌즈(15)로 구성되어 있다.
종래의 Ti 확산 도파로는 도파로 모드 제어 및 도파손실 최소화 측면에서는 장점을 갖고 있는 반면, 광굴절(Photorefractive)현상에 의한 재료적 문제를 갖고 있다.
광굴절이란 광도파로를 진행하는 광원의 세기에 의한 굴절률 변화 현상을 의미한다. 일반적으로 Ti 확산 도파로의 경우 1mW의 입력광원에 대해서도 광굴절 현상이 나타난다.
이로 인해 Ti 확산 도파로에 의한 파장 가변 레이저의 경우 1mW 미만의 광원제작만이 가능하다. 그리고 일반적으로 렌즈(14,15)를 이용한 광접속 방법을 적용할 경우 정렬 작업이 어려우며 접속 손실이 크다.
또한, 레이저 다이오드에서 출력되는 레이저 광의 경로에 광집속 렌즈, Ti 확산 도파로 및 광시준화 렌즈를 정렬한 후, 외부 환경 변화 및 설정 온도에 따라 민감하게 광파워가 변하는 문제점이 있다.
도 2는 종래의 또 다른 기술에 따른 비선형 웨이브 가이드의 구성도이다.
광도파로(21)는 LiNbO3 비선형 결정 웨이퍼(220)위에 TiO2-doped-Ta2O5 를 증착하여 박막을 형성한 후, 패터닝하여 주기적인 분극 반전(16,17)을 형성한다.
주기적인 분극 반전 격자의 주기는 생성하고자 하는 2차조화파의 파장에 의해 결정이 된다.
TiO2-doped-Ta2O5 박막필름의 두께와 폭을 제어하고 도핑량에 따른 굴절률 변화(2.2~2.4)를 제어함으로써, 펌핑광원과 2차조화파 광원의 도파모드를 최적화하도록 구성된다.
박막증착을 이용하여 Rib 구조의 분극 반전 영역을 갖는 광 도파로를 형성할 경우, 확산 도파로가 갖는 광의 굴절 효과를 다소 완화시킬 수 있으나, 굴절률 제어를 위해 Ti/(Ti+Ta)의 비를 조절하도록 되어 있어, 이로 인한 광굴절 효과가 발생하는 단점이 있다.
그리고, 기존의 렌즈를 이용한 광접속 방법을 적용시 온도 조절에 따른 광접속 손실을 유발한다.
특히, 앞서 기술한 종래의 기술에 따른 광도파도 및 웨이브 가이드는 외부 환경적인 요인에 의하여 각 구성이 레이저 광경로에 따른 위치 정렬이 어렵다는 단점이 있다. 이로 인하여 입력광원과 광 도파로 와의 손실 최적화와 디바이스 제작시 패키징 구조의 선택 및 소형화를 위한 구조의 개선과 같은 측면이 아직 구체화되지 못함으로써, 실제 제품으로 적용하는데 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 분극반전 기술, 정밀가공 기술, 정밀 패터닝 기술, 광 도파로 기술, 광 도파로 형상에 따른 변환 효율 최적화 기술 및 온도 제어 기술을 접목시킴으로써, 경량, 소형 및 전력소비가 작은 파장 가변 소자를 제작하기 위한 방법을 개시한다.
본 발명의 목적은 외부환경 변화에 관계없이 광 접속 파워를 일정하게 유지하도록 하는 유연한 파이버 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 유연한 파이버 모듈을 이용하여 파장 가변 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 유연한 파이버 모듈은 세라믹 페룰(ferrule)과, 세라믹 페룰이 장착된 웰딩용 서스(SUS) 지그와, 세라믹 페룰에 삽입되어 광 발진모듈로부터 전달받아 광의 파장을 변조하는 분극 반전 도파로 칩 모듈로 전달하되, 광 발진모듈과 분극 반전 도파로 칩 모듈 사이의 광접속파워를 일정하게 하는 파이버를 포함한다.
본 발명의 다른 면에 따른 유연한 파이버 모듈 제조방법은 세라믹 페 룰(ferrule)이 장착된 웰딩용 서스(SUS) 지그를 고정용 그립퍼와 체결하는 단계와,파이버를 세라믹 페룰에 삽입하는 단계와, 파이버 정렬 단계와, 파이버를 세라믹 페룰에 고정하는 파이버 고정단계와, 분극 반전 도파로 칩과 연결되는 상기 웰딩용 서스 지그 일단에 형성된 파이버를 엔딩 처리하는 단계 및 엔딩 처리된 파이버의 폴리싱 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 면에 따른 파장 가변 소자 패키지는 광원으로부터 광을 출사하는 광 발진모듈과, 광 발진모듈에서 출사된 광을 전달받아 2차 조화파를 생성하는 분극 반전 도파로 칩 모듈 및 광 발진모듈에서 출사되는 광을 분극 반전 도파로 칩 모듈로 집속하는 유연한 파이버 모듈을 포함한다.
본 발명의 또 다른 면에 따른 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지 제조방법은 유연한 파이버 모듈 제작 단계와 유연한 파이버 모듈과 레이저 다이오드 칩을 포함하는 광 발진모듈을 정렬시키는 단계와 유연한 파이버 모듈과 분극 반전 칩 모듈을 정렬시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 광이 통과하는 경로를 수 마이크로 영역에 한정함으로써 파장 가변 변환 효율을 극대화하여 파장가변 소자의 특성을 극대화시킬 수 있다.
또한, 유연한 파이버 모듈을 이용한 패키징 공정을 통해 유연한 파이버 모듈의 손실에 무관한 파이버 곡률 반경 허용 특성을 이용함으로써, 패키징 부품들 간의 공차에 무관하게 레이저 다이오드 칩의 광을 분극 반전 파장 가변 칩의 광 도파로에 집속하고 이를 유지하여 파장 가변 소자의 파워 안정도 특성을 극대화 할 수 있다.
또한, 정렬 틀어짐이 발생하더라도 손실을 유발하지 않는 유연한 파이버 모듈의 곡률 반경을 사용함으로써 광접속으로 인한 손실을 줄일 수 있다.
또한, 레이저 웰딩만을 이용한 패키징 공정을 이용하여 파장 가변 소자의 제작에 있어서, 생산성 및 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자는 특히, Visible Wavelength 영역의 경우, 레이저를 이용한 소형 디스플레이용 광원 제작에 적용이 가능하며, IR 및 UV Wavelength 영역의 경우에는 레이저분광학, 환경모니터링, 개스 및 화학성분 분석 및 공정제어 등의 다양한 목적에 맞는 응용이 가능하다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명은 다이오드 레이저 펌핑광원과 펌핑광원 서브 마운트 설계, 유연한 파이버 모듈을 이용한 광접속 기술, 분극 반전 기술, 정밀가공 기술, 정밀 패터닝 기술, 광 도파로 기술, 광 도파로 형상에 따른 변환효율 최적화 기술 및 온도제어 기술을 접목함으로써 소형, 경량 및 저전력 소비의 파장 변환 레이저 디바이스를 제작할 수 있다.
이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지의 구조와 제작공정에 대하여 도면과 함께 설명한다. 먼저 도 3 내지 도 5b를 통해 상기 파장 가변 소자 패키지의 구조를 설명하고, 도 7a 내지도 9d를 통해 상기 파장 가변 소자 패키지의 제작공정에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 소자 패키지의 개략적인 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 소자 패키지는 광 발진모듈(100), 유연한 파이버 모듈(200), 분극 반전 도파로 칩 모듈(300)을 포함한다.
광 발진모듈(100)은 광원을 포함하고 있으며, 상기 광원으로부터 유연한 파이버 모듈(200)로 광을 출사하며, 상기 출사된 광은 분극 반전 도파로 칩 모듈(300)을 이용하여 2차 조화파를 생성한다. 상기 광원은 레이저 다이오드를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 레이저 다이오드는 칩 스케일의 다이오드 광원 또는 파장의 선폭 조절 또는 파장의 튜닝 기능을 포함하는 광원을 사용하는 것이 바람직한다. 이하 광원은 레이저 다이오드라 한다.
광 발진모듈(100)과 분극 반전 칩 모듈(300)을 유연한 파이버 모듈(200)로 광 접속하여 광접속 파워를 외부 환경 변화와 온도 최적화 조건에 상관없이 일정하게 유지할 수 있도록 초소형 파장가변 광원 패키징이 가능하도록 구성된다. 상기 패키징 구성을 도 4a 내지 도 4c를 통해 상세하게 설명한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 소자 패키지의 사시도 이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 파장 가변 소자 패키지의 측면도이고, 도 4c는 도 4a에 도시된 파장 가변 소자 패키지의 평면도이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 소자 패키지의 광 발진 모듈(100)은 레이저 다이오드 온도 조절부(110), 레이저 다이오드 열 발산 블록(120), 레이저 다이오드 마운트 블록(130), 레이저 다이오드 온도 측정센서(140), 레이저 다이오드 칩(150), 레이저 다이오드 파워 모니터링 포토다이오드(180)을 포함한다.
레이저 다이오드 온도 조절부(110)는 레이저 다이오드 온도측정센서(140)를 통해 측정된 온도를 조절한다. 레이저 다이오드로부터 출사되는 광이 분극 반전 칩 모듈로 전달될 때 주변 온도의 변화로 인해 광접속이 틀어짐으로 인해 파워 변환 효율이 낮아지는 문제가 있으므로 레이저 다이오드의 온도를 조절할 필요가 있다.
레이저 다이오드 열 발산 블록(120) 또한 레이저 다이오드 온도 조절부(110)와 유사한 기능을 수행하는 것으로서, 레이저 다이오드의 열을 외부로 발산한다.
레이저 다이오드 마운트 블록(130)은 레이저 다이오드 칩(150), 레이저 다이오드의 온도를 측정하는 온도 측정 센서(140), 레이저 다이오드의 파워를 모니터링 하는 포토 다이오드(180)를 지지한다.
유연한 파이버 모듈(200)은 광 발진모듈(100)에서 출사된 광을 전달받아 파장이 변조된 광으로 출사한다. 유연한 파이버 모듈(200)에 대해서는 후술하는 도 7a 내지 도 7f에서 상세히 설명한다.
분극 반전 도파로 칩 모듈(300)은 광 도파로를 포함하는 분극 반전 도파로 칩(310), 분극 반전 도파로 칩을 지지하는 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록(320), 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록의 상부에 형성되어 분극 반전 도파로 칩의 온도를 측정하는 온도 측정 센서(330), 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록(320)의 하부에 형성되어 광 도파로의 온도를 조절하는 분극 반전 칩 온도 조절부(350)를 포함한다.
분극 반전 도파로 칩(310)은 광이 진행하는 광 도파로(314), 광 도파로 지지블록(311), 광의 발산을 막기 위한 클래드 층(312), 광 도파로 표면을 보호하는 광 도파로 표면 보호블록(313)을 포함한다.
광 도파로(314) 내부에는 λ의 분극주기로 구성되어 있다. 분극 반전 주기에서 결정의 분극 방향이 50%는 + 극성, 50%는 - 극성이 되도록 제작된다. 이러한 주기적인 분극 반전 영역의 광학적 효과로 인해 입력 펌핑 광원이 다른 파장으로 변환되는 현상이 유발된다.
광 도파로(314)를 이용한 비선형 파장 가변 장치는 복굴절을 이용하거나 본 발명에서와 같이 주기적 분극 반전을 이용하는 방법이 사용된다. 파장 가변 장치의 의사위상정합 주기(Quasi Phase Matching: QPM)는 생성할 목표 파장과 파장가변기에 적용되는 온도 및 입력 펌핑 광원의 파장을 적용하여 결정된다. QPM 주기의 결정은 간략하게 다음의 수학식 1 및 수학식 2에 의해 결정될 수 있다.
Figure 112009034563341-PAT00001
Figure 112009034563341-PAT00002
식 중, n은 굴절률, p는 입력 펌핑광원의 파장, λs는 시그널 광원의 파장, λi는 아이들러 광원의 파장, λg는 분극반전 주기, m은 의사위상정합(QPM) 차수 및 k는 위상차를 나타낸다.
여기서, 2차 조화파는 λs와 λi가 같은 파장을 갖고 있으며 이 파장을 입력 펌핑광원으로 사용하여 새로운 λp를 생성할 수 있다. 이를 이차조화파(Second Harmonic Generation)라 한다.
수학식 2에서와 같이 파장을 고정하고 분극 반전 주기를 고정하고 k를 0이 되게 하기 위해서는 굴절률이 조절되어야 함을 알 수 있다.
이러한 굴절률 조절을 위해서 적용되는 방법은 소자의 온도를 제어하는 것이다. 분극 주기를 정밀하게 설계하여 k가 0이 되게 하는 굴절률 조절 온도가 소자를 사용하기에 가장 적합한 온도를 갖도록 제작함이 바람직하다. 그러나, 이러한 적합 한 온도는 소자의 제작 공차에 따라 달라질 수 있다.
이러한 온도 조절 요구 조건으로 인해 종래의 레이저 다이오드 패키징 방법 중 하나인 싱글렌즈를 이용하는 광접속 방법의 경우, 온도 조절에 따른 광접속 손실을 유발되는 문제가 있다.
본 발명에서는 이와 같은 문제를 개선하기 위해 도 4a 에서 도시한 유연한 파이버 모듈을 이용한 광 접속 구조를 갖는 초소형의 파장 가변 소자 패키징 방법을 제안하고 있다.
분극 반전 도파로 칩(310) 양단의 측면에는 광학 박막층(340,350)이 존재한다. 레이저 다이오드 광원측에 연결되는 광학 박막층은 레이저 다이오드로부터 출사되는 입사파에 대하여 무반사층(340)을 형성하고, 입사파가 광 도파로를 진행한 후 출력되는 쪽의 광학 박막층은 입사파 및 상기 입사파의 2차 조화파에 대해 무반사층(340)을 형성한다.
분극 반전 도파로 칩 마운트 블록(320)은 분극 반전 도파로 칩(310)을 지지하며, 광 도파로(314)의 굴절률을 고려하여 유연한 파이버 모듈(200)의 일단이 앵글 폴리싱 되어 있으므로 분극 반전 도파로 칩(310)을 장착하기 위한 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록(320)은 일정한 각도로 경사를 형성함이 바람직하다.
분극 반전 도파로 칩 온도 측정 센서(330)는 상기 마운트 블록(320)에 상부 면에 위치하며, 상기 마운트 블록과 솔더 및 페이스트로 접합된다.
상기 마운트 블록(320)을 지지하기 위해 상기 마운트 블록(320)의 하부에 형성되는 고정지그(340)가 존재하며, 고정지그(340) 하부 면에는 분극 반전 칩(310) 의 온도를 조절하는 온도 조절부(350)가 부착되어 있다. 상기 고정지그(340)와 온도 조절부(350)는 소정의 접합재로 접합되어 있다.
한편, 광 발진모듈(100)과 분극 반전 도파로 칩 모듈(300)은 하단의 조립지그(190)를 통해 연결되어 있다. 광 발진모듈(100) 중 레이저 다이오드 온도 조절부(110)와 분극 반전 도파로 칩 모듈(300) 중 분극 반전 도파로 칩 온도 조절부(350)가 조립지그(190)를 통해 연결되어 있다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 가변 소자 패키지의 측면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 따른 파장 가변 소자 패키지의 평면도이다.
도 5a와 도 5b는 광 접속용 유연한 파이버 모듈(200), 다이오드 레이저 칩(150) 및 분극 반전 도파로 칩(310)간의 정렬 위치를 고정하는 패키징에 있어서, 유연한 파이버 모듈 고정용 웰딩 새들을 분극 반전 도파로 칩(310) 양 단에 적용한 실시예를 표현한 것이다.
도 4a 내지 도 4c를 통해 개시되는 파장 가변 소자 패키지에서는 유연한 파이버 모듈(200)이 광원 방향에 접속되어 있는 일단만이 상기 웰딩 새들을 통해 고정되어 있으나, 도 5a와 도 5b에서는 웰딩 새들과 웰딩 지그를 추가하여 유연한 파이버 모듈(200) 양단을 모두 고정시킨다.
유연한 파이버 모듈(200)의 양단을 고정시키는 경우 패키징 부품의 증가로 인한 재료비의 증가가 유발되나 전체적인 공정을 레이저 웰딩에 의해 접합함으로써, 정렬 및 접합 공정의 생산성 및 신뢰성을 극대화 시킬 수 있는 장점을 갖게된다.
도 6a는 본 발명에 의한 분극 반전 도파로 칩의 주기적 분극 반전의 예시를 나타낸 것이고, 도 6b는 입력 펌핑 광원이 본 발명에 의한 분극 반전 도파로 칩의 내부를 진행함에 따라 생성되는 2차 조화파의 파워 증가를 나타내는 그래프이다.
입력 펌핑 광원에서 사출되는 광이 비선형 칩을 통과하면서 변환된 새로운 파장이 생성될 때, 변환효율을 높이는 것이 중요하다.
비선형 칩을 이용한 2차 조화파를 생성하는 경우, 변환효율(P2 ω/Pω)은 비선형 계수의 제곱, 비선형 칩 길이의 제곱 및 입력 펌핑광원의 파워에 비례하는 특성을 갖고 있으며, 비선형 칩을 지나는 광원 직경의 제곱에 반비례하는 특성을 지니고 있다.
따라서 광 도파로(314)를 이용한 파장 가변 소자를 제작하는 경우, 광원이 지나는 통로를 수 마이크로(㎛)로 조절함으로써 파장 가변 변환효율(P2 ω/Pω)을 극대화 할 수 있다. 이와 같은 구성을 통해 소형이면서도 저가격의 2차 조화파 광원 레이저를 제작할 수 있다.
도 6a 내지 도 6b를 참조하면, 주기적 분극 반전 폭을 결정하는 Lc가 λ/2의 홀수배이면 2차 조화파가 생성되고, 짝수배이면 2차 조화파가 생성되지 않는다. 또한, Lc가 λ/2(즉, m=1)일 때 변환효율이 최대가 됨을 알 수 있다.
Perfect PM(Phase Matching)곡선은 QPM이 아닌 복굴절의 광축을 이용하는 방법에서 적용되는 경우이나, 이 경우에는 비선형 계수인 d33값이 QPM에서 적용되는 방법에 비해 현저히 낮은 값을 갖는다. 따라서, 도 6b에 도시된 그래프에서 비선형 변환 효율은 높아 보이지만 실제 적용에 있어서는 QPM 방법보다 그 변환효율이 작다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 파이버 모듈의 제작공정을 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 도 7f를 참조하면, 본 발명에 따른 비선형 칩을 적용한 초소형 파장가변 소자 패키징 구조는 다양한 강유전체 기판(예컨대, Z-Cut MgO:LiNbO3)을 적용하여 제작되는 분극 반전 도파로 칩에 적용될 수 있다. 입력 펌핑 광원으로는 다이오드 레이저를 적용하고 광 도파로는 Ridge 구조를 적용할 수 있다.
유연한 파이버 모듈제작 부품은 도 7에서와 같이 파이버를 삽입하고 고정하기 위한 세라믹 페룰(110), 세라믹 페룰(110)이 장착된 웰딩용 SUS 지그(120), 고정용 그립퍼(140), 파이버(130)로 구성되어 있다.
먼저, 세라믹 페룰(110)이 장착된 웰딩용 SUS 지그(120)를 고정용 그립퍼(140)와 체결한다(도 7a).
그 후, 파이버(130)를 세라믹 페룰(110)에 삽입한다(도 7b). 이 때, 레이저 다이오드(150)와 정렬하는 파이버(130)의 끝단이 손상되지 않도록 주의를 요한다.
레이저 다이오드(150)와 정렬하는 파이버(130) 반대쪽 파이버를 잡고 도 7c에서와 같이 회전 정렬을 수행하여 파이버(130) 정렬을 수행한다(도 7c). Wedge형 파이버의 경우는 회전 정렬이 필수적이며 반면, Spherical형 파이버의 경우는 반경방향 대칭형이므로 회전 정렬이 필요없다. 회전 정렬과 동시에 끝단 돌출량을 비전 으로 확인함으로써 정확한 파이버 위치를 세팅한다.
파이버(130)를 고정시키기 위해 에폭시를 주입하고 파이버(130)의 위치가 고정된 상태로 에폭시 경화공정(일반적으로 열경화)을 수행하여 파이버를 고정시킨다(도 7d).
에폭시 경화 공정이 완료된 파이버의 끝단을 도 7e와 같이 마무리 처리하고, 그립퍼(140)가 고정되어 있는 상태로 파이버 폴리싱 지그에 장착하여 도 7f에서와 같이 8도 앵글 폴리싱 작업을 수행한다. 8도 앵글 폴리싱 작업은 반사된 광이 레이저 다이오드(150)로 역 입사하여 레이저 다이오드가 파손 또는 불안정화되는 현상을 막기 위함이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 의한 분극 반전 도파로 칩 모듈의 제작공정을 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 분극 반전 칩 모듈(300)은 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록(320), 분극 반전 도파로 칩(310), 분극 반극 온도 측정 센서(330), 광이 진행하는 도파로(314), 광 도파로를 지지 기판(311), 광의 발산을 막기 위한 클래드 층(312), 광 도파로 표면 보호 기판(313) 및 광 학박막층(340,350)을 포함한다.
온도 측정 센서(330)은 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록(320)과 솔더 및 페이스트 접합함이 바람직하다.
분극 반전 도파로 칩 마운트 블록(320)의 재료는 W-Cu가 바람직하나 열전도체(Thermal Conductor)로 Silicone, AlN 또는 SiC와 같은 다양한 재료가 적용될 수 있다.
광학 박막층(340,350)은 파장 가변 중심파장에 따라 다양하게 적용되어야 한다. 예컨대, 2차 조화파 생성의 경우 1064nm 펌핑광원을 사용하여 532nm 2차 조화파 생성할 때, 광학 박막층은 1064nm에 대하여 무반사 박막층(340)을 형성하고 광학 박막층(350)는 1064와 532nm 두 파장에 대하여 무반사 박막층을 형성함이 바람직하다.
분극 반전 도파로 칩(310)의 제작공정은 다음과 같다.
먼저, 강유전체 기판 상부에 시드층(Seed layer)과 감광막을 순차적으로 형성한다. 그 후, 사진 식각공정으로 감광막 패턴을 형성한다. 감광막 패턴 사이 공간에 Ni막을 형성하고, 감광막 패턴을 제거한다. 강유전체 기판 상부에는 기판 식각을 위한 마스크 역할을 수행할 Ni 박막만 남는다.
금속 마스크가 제작된 강유전체 기판을 건식 또는 습식 식각 방법을 통해 약 1-10 ㎛의 깊이로 식각한다. 강유전체의 식각되지 않은 면 위에 금속전극을 형성한 후 전극에 외부 전계를 인가하여 주기적 분극 반전을 수행한다.
다른 방법으로는 기판의 식각 면 위에 감광제와 같은 유기물을 패터닝 한 후 LiCl과 같은 전도성 용액을 이용하여 외부전계를 인가하고 분극 반전시킬 수 있다.
광 도파로(314)가 기판의 표면에 형성되므로 표면에 식각된 요철이 있으면, 광 도파로(314)가 손상을 입게되어 소자로서 이용이 불가능하다. 따라서, 기판의 요철 부위를 제거해 주어야 한다.
좀 더 상세하게 설명하면, 준비된 기판을 세라믹으로 이루어진 원형지그 면 위에 기판을 열 왁스를 이용하여 부착한다. 이때 부착된 기판과 상기 세라믹 원형 지그는 균일한 연마를 위해 1 ~ 3㎛ 미만의 평탄도를 가지고 있어야 하며, 래핑 머신과 화학적 기계연마기를 이용하여 부착된 기판을 연마한다.
준비된 기판에 세척 공정을 함으로써 완성된 주기적 분극 반전 기판을 얻을 수 있다.
z-축 강유전체 결정에서의 Ridge 형태의 광 도파로 제작공정은 다음과 같다.
전술한 연마가 완료된 기판을 이용하여 건식 식각 공정으로 도파관이 형성된 z-축 기판을 제작한다.
식각공정에 필요한 마스크의 소재로는 Ni, Ti, Cr, 감광제 등을 사용할 수 있다.
주기적 분극 반전 강유전체 기판 위에 식각을 위한 마스크가 제작되면 약 3 ~ 15 마이크로의 깊이로 식각 공정을 수행한다. 식각된 강유전체는 측면 각도가 약 65°~ 85°정도이며, 밑면이 넓고 윗면이 좁은 사다리꼴 형상의 광 도파로가 형성이 된다.
이렇게 제작된 도파로가 형성된 기판과 더미 기판을 강유전체 기판과 동일한 소재이거나 굴절률이 낮은 glass계 기판을 사용하여 접합할 수 있다. 더미 기판위에 스핀 코팅 등을 이용하여 UV 또는 열처리에 의하여 경화되는 경화성 에폭시 또는 왁스를 도포하거나 직접 direct bonding을 수행한다.
더미 기판상에 에폭시 또는 왁스가 도포 되면 강유전체 기판상에 식각된 면을 더미 기판에 접합시킨 후 자외선이나 열을 이용하여 두 기판의 접합 면을 경화시킨다.
direct bonding을 수행할 경우는 기판을 붙인 후 열처리하여 결합력을 증대시킨다. 이때 두 기판 사이의 간격이 균일해야 하며, 기판 사이에 이물질이나 공공(vacancy)과 같은 결함은 사전에 제거함이 바람직하다.
도 9a 내지 도 9d는 도 5에 도시된 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지 결합(Assembly)공정을 나타내는 도면.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 파장 가변 소자 패키지를 제작하기 위해서는 레이저 다이오드 모듈(광 발진모듈)(100)준비단계, 유연한 파이버 모듈(200)과 레이저 다이오드 모듈(100) 정렬단계, 유연한 파이버 모듈(200)과 분극 반전 칩 모듈(300) 정렬단계, 최종 외부 하우징 조립단계를 포함한다.
1) 레이저 다이오드 모듈 준비단계
레이저 다이오드 모듈(100) 준비단계에 있어서, 레이저 다이오드 모듈(100)은 레이저 다이오드의 온도 조절부(110), 열 발산 블록(120), 마운트 블록(130), 온도 측정 센서(140), 레이저 다이오드 칩(150), 파워 모니터링 포토다이오드(180),분극 반전 칩 온도 조절부(350), 조립지그(190) 및 유연한 파이버 모듈을 고정하는 웰딩새들(210)을 포함한다.
입력 펌핑 광원인 다이오드 레이저 칩(150)은 다이오드 광원이 가장 바람지가며 추가적으로 파장의 선폭 조절기능 또는 파장의 튜닝 기능이 포함된 다이오드 광원이 적용될 수 있다.
레이저 다이오드 마운트 블록(130)은 Silicon, AlN, W-Cu 또는 SiC와 같은 다양한 재료가 적용될 수 있다.
먼저, 레이저 다이오드 열 발산 블록(120)과 레이저 다이오드 마운트 블록(130)을 솔더 접합한다.
솔더 접합을 위해서는 Au 메탈 도금 또는 박막 증착 층이 필요하며 이는 접합공정에 앞서 완료한다.
솔더 접합시 다이 본더 장비를 사용하여 정밀 위치 제어를 통해 접합한다.
AuSn 솔더 등을 서브마운트에 증착하고 원하는 형상을 갖도록 패터닝 한 후 접합하고자 하는 블럭을 솔더 범프 패턴과 정렬한 후 초음파, 레이저 또는 금속 저항 판히터 등과 같은 다양한 열원을 사용하여 가압력을 제어하며 접합한다.
동일한 방법으로 다이 본더 장비를 사용하여 정밀한 위치 제어를 통해 온도 측정 센서(140), 다이오드 레이저 칩(150), 레이저 다이오드 온도 조절부(110), 분극 반전 도파로 칩 온도 조절부(350) 및 조립 지그(190)를 솔더 접합하여 레이저 다이오드 모듈 준비한다.
솔더 종류 중에서 Au-Sn, Sn-Ag, Sn-Ag-Cu, Sn-Bi 등 다양한 솔더를 선택적으로 적용할 수 있다. 솔더.종류에 따라 용융 온도가 다르므로 다단계 접합 공정 순서에 맞게 적절한 온도를 갖는 솔더를 선택할 수 있다.
또한, 저온 접합 공정이 필요한 레이저 다이오드 온도 조절부(110)와 분극 반전 도파로 칩 온도 조절부(350)의 경우는 실버 페이스트와 같은 접합재를 적용한 접합함이 바람직하다.
2) 유연한 파이버 모듈과 레이저 다이오드 모듈 정렬단계
광접속용 유연한 파이버 모듈(200)을 정렬하기 위한 장비의 지그에 장착, 고정하고 정밀 제어 스테이지 또는 자동화 정렬 장비를 사용하여 유연한 파이버 모듈(200)과 레이저 다이오드 칩(150)과의 광접속 손실이 최소가 되도록 정렬한다.
정렬이 완료가 되면 유연한 파이버 모듈 고정용 웰딩 새들(210)을 도 4b에 도시된 바와 같이 장착하고 레이저 웰더를 사용하여 레이저 다이오드 열 발산 블록(120)과 유연한 파이버 모듈(200)이 상기 웰딩새들(210)에 의해 고정이 되도록 레이저를 조사하여 접합한다.
3) 파이버와 분극 반전 도파로 칩 정렬 단계
분극 반전 도파로 칩 모듈(300)과 유연한 파이버 모듈(200)과의 광접속 공정은 광접속용의 유연한 파이버 모듈(200), 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록(320), 분극 반전 도파로 칩(310), 온도 측정 센서(330), 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록 고정 지그(340), 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록 고정 지그(340)와 분극 반전 도파로 칩 온도 조절부(350)와의 접합재(360) 및 광학박막층(210)을 결합하는 단계이다.
레이저 다이오드 칩(150)에서 출사된 광은 일정한 편광 방향(TE모드)을 갖고 있으며 분극 반전 도파로 칩(310)의 광 도파로(314) 내부의 분극 반전 방향을 레이저 다이오드 칩의 편광 방향과 일치시킨다.
도 8c에 도시된 바와 같이 분극 반전 방향을 레이저 다이오드 칩에서 나오는 광의 편광 방향과 일치하도록 분극 반전 칩을 마운트에 장착한다.
Z-Cut의 LiNbO3 비선형 결정을 사용하여 분극 반전 도파로 칩(310)을 제작할 경우, 비선형 광 결정은 웨이퍼 절단축에 따라 X, Y, Z-cut 또는 임의의 축이 될 수 있다.
이에 따라 주기적인 분극 방향을 형성하는 축이 도 8c에 도시된 광 도파로(310)의 방향과 달리 적용될 수 있으며, 이 경우 분극 반전 도파로 칩(310)의 마운트 방향이 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 마운트 방향의 다양성을 배제하지 않는다.
분극 반전 도파로 칩 모듈(300)을 정렬하기 위해서는 분극 반전 칩 모듈(300)을 구성하는 분극 반전 도파로 칩(310), 마운트 블록(320), 온도 측정 센서(330), 고정지그(340)의 위치를 세팅 해야한다.
분극 반전 도파로 칩(310), 마운트 블록(320), 온도 측정 센서(330)는 정렬을 위한 장비의 지그에 장착 고정된 상태로 이송된다.
파이버(314)는 고정된 상태로 분극 반전 도파로 칩 모듈(300)에 장착된 정밀 제어 스테이지(미도시)를 이용하여 광 정렬되고, 광접속 손실이 최소가 되도록 정렬된다.
이때, 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록(320), 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록 고정 지그(340) 및 분극 반전 도파로 칩 온도 조절부(350) 사이의 간극에 실 버 페이스트와 같은 접합재를 미리 도포하여 파이버(314)와 분극 반전 도파로 칩(310)의 정렬 및 정렬위치 고정 후 전체 부품이 상온 또는 핫 플레이트 상에서 접합 고정될 수 있도록 한다.
정밀 제어 스테이지(미도시)를 이용한 광 정렬이 완료되면 파이버(314)와 분극 반전 도파로 칩(310)의 간극에 UV에폭시를 도포하고 UV를 조사함으로써 두 부품의 정렬 위치를 에폭시 고정화시킨다.
정렬 위치 고정이 완료되면 조립품을 정렬 장비에서 탈착하고 전술한 바와 같이 미리 도포한 실버 페이스트의 경화공정을 수행하여 모든 패키징 공정을 완료한다.
4) 최종 외부 하우징 조립 공정
전술한 완료된 조립 부품은 최종 외부 하우징에 장착하여 와이어 본딩 및 솔더링 등의 전기배선 작업을 완료하고, 기밀화 작업을 수행한 후 최종 제품의 특성 평가를 수행한다.
조립지그(190)와 외부 하우징은 저온 솔더 접합 또는 실버 페이스트 접합이 바람직하다.
일반적으로 외부 하우징 바닥은 W-Cu, 그 외벽은 Kovar로 구성되고 전기배선을 위한 금속핀과 외부하우징과의 기밀성은 글래스 실링을 적용함이 바람직하다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 의한 분극 반전 칩 모듈을 레이저 다이오드 모듈과 광정렬 하기 위한 공정을 나타내는 도면이다.
도 10a에 도시된 바와 같이 패키징에 사용되는 부품의 제작 공차에 따라 2가지 경우가 발생할 수 있다.
분극 반전 도파로 칩 모듈(300)을 이동하여 광정렬 한 후 접합을 위해서는 Case 2가 바람직하다.
이러한 공정을 원활히 수행하기 위해서는 F의 Dimension에 (-) 공차를 적용하여 항상 Case 2의 경우가 발생하도록 하여야 한다.
이는 본 발명에 따른 유연한 파이버 모듈(200)을 갖는 파이버(314) 블록을 이용한 패키징 공정을 적용함으로써 가능하다.
유연한 파이버 모듈(200)의 손실에 무관한 파이버 Bending 허용 특성을 사용함으로써, 패키징 부품들 간의 공차에 무관하게 레이저 다이오드 칩(150)의 광을 분극 반전 도파로 칩(300)의 광 도파로(314)에 집속하고 광 접속 파워를 유지하는 패키징 기술이 가능한 장점이 있다..
정렬 후에 접합 된 레이저 다이오드 모듈(100)과 분극 반전 도파로 칩 모듈(300)은 각각의 온도 조절부(110,350)에 의해 일정한 온도로 유지되어야 한다.
최적 유지 온도는 레이저 다이오드의 파장 특성과 분극 반전 도파로 칩(310)의 제작 특성에 따라 달리 설정된다.
온도 조절 특성은 외부 환경의 변화에 따라 달라지며, 온도 설정에 따라 레이저 다이오드 모듈(100)과 분극 반전 도파로 칩 모듈(300)의 최종 정렬 접합 높이G와 H가 변한다.
광 정렬에 의해 고정된 G와 H가 새로운 온도 설정으로 인해 변경되는 경우, 광접속으로 인한 손실이 추가적으로 발생한다.
도 11는 온도변화에 따른 광 정렬 틀어짐으로 인한 이론적인 광접속 손실변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명에서는 이러한 정렬 틀어짐이 발생하는 경우, 유연한 파이버 모듈(200)의 곡률 반경을 사용함으로써 손실을 최소화 할 수 있다.
도 10c 에서와 같이 정렬 접합된 상태에서의 파이버 블록이 곧은 직선이더라도, 높이 G와 H에 따라 Case3 또는 Case4의 경우가 발생할 수 있다.
일반적으로 렌즈를 사용하는 광학계에서는 이러한 위치차이가 sub-micron만 되더라도 레이저 다이오드 광원에서 분극 반전 도파로 칩(310)으로 접속되는 광량이 줄어드는 손실이 발생된다. 이는 소자의 최종 특성에 큰 단점이 된다.
본 발명은 레이저 다이오드 모듈(100)과 분극 반전 도파로 칩 모듈(300)에서 각각의 온도 최적화 조건 설정에 따른 광손실 변화의 단점을 제거함으로써 광특성이 안정화된 파장 가변 소자를 제작할 수 있는 있다.
도 12는 전술한 공정을 이용하여 제작된 파장 가변 소자의 특성을 평가하기 위한 시스템 구성도이다.
광원제어부(410)는 전류, 온도, 출사광의 파워 및 변조의 특성을 제어하고 그 특성을 평가하며 QPM 제어부(420)는 전압 및 온도를 제어하고 그 특성을 평가한다.
최종적으로 비선형 칩에서 출사되는 광을 측정하여 모니터링 하고 이 결과를 다시 광원 제어부(410)와 비선형 QPM 칩 제어부(420)에 피드백하여 실시간 제어를 통해 최종적으로 파장 가변 소자의 특성을 평가한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어 지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래기술에 의한 파장 변환 장치를 나타내는 단면도.
도 2는 종래기술에 의한 파장 변환 장치를 타나내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 소자 패키지의 개략적인 블록도.
도 4a은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 소자 패키지의 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 파장 가변 소자 패키지의 측면도이고, 도 4c는 도 4a에 도시된 파장 가변 소자 패키지의 평면도.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 가변 소자 패키지의 측면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 따른 파장 가변 소자 패키지의 평면도.
도 6a는 본 발명에 의한 분극 반전 도파로 칩의 주기적 분극 반전의 예시를 나타낸 것이고, 도 6b는 입력 펌핑 광원이 본 발명에 의한 분극 반전 도파로 칩의 내부를 진행함에 따라 생성되는 2차 조화파의 파워 증가를 나타내는 그래프.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 파이버 모듈의 제작공정을 나타내는 도면.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명에 의한 분극 반전 도파로 칩 모듈의 제작공정을 나타내는 도면이고, 도 8c는 본 발명에 의한 분극 반전 도파로 칩의 상면도 및 측면도.
도 9a 내지 도 9d는 도 5에 도시된 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지 결합(Assembly)공정 공정을 나타내는 도면.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 의한 분극 반전 칩 모듈을 레이저 다이오드 모듈과 광정렬 하기 위한 공정을 나타내는 도면.
도 11는 온도변화에 따른 광 정렬 틀어짐으로 인한 이론적인 광 접속 손실변화를 나타내는 그래프.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 다른 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자의 특성을 평가하기 위한 시스템 블럭도.
《도면의 주요부분에 대한 부호의 설명》
100: 광 발진 모듈 110: 레이저 다이오드 온도 조절부
120: 레이저 다이오드 열 발산 블록 130: 레이저 다이오드 마운트 블록
140: 레이저 다이오드 온도 측정 센서 150: 다이오드 레이저 칩
180: 다이오드 레이저 파워 모니터링 포토 다이오드
200: 유연한 파이버 모듈
210: 유연한 파이버 모듈 고정용 웰딩새들
300: 분극 반전 도파로 칩 모듈 310: 분극 반전 도파로 칩
311: 광 도파로 지지블록 312: 클래드 층
313: 광 도파로 표면보호 블록 314: 광 도파로
320: 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록
320: 분극 반전 도파로 칩 온도 측정 센서
340: 분극 반전 도파로 칩 고정지그
350:분극 반전 도파로 칩 온도 조절부

Claims (31)

  1. 세라믹 페룰(ferrule);
    상기 세라믹 페룰이 장착된 웰딩용 서스(SUS) 지그; 및
    상기 세라믹 페룰에 삽입되어 광 발진모듈에서 출사된 광을 전달받아 파장이 변조된 광으로 출사하는 분극 반전 도파로 칩 모듈로 전달하되, 상기 광 발진모듈과 상기 분극 반전 도파로 칩 모듈 사이의 광접속파워를 일정하게 하는 파이버
    를 포함하는 유연한 파이버 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 레이저 다이오드인 것인 유연한 파이버 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 파이버는
    상기 웰딩용 서스 지그 양단에 각각 장착된 상기 세라믹 페룰에 의해 고정되는 것인 유연한 파이버 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 파이버는
    에폭시를 이용하여 상기 웰딩용 서스 지그 양단에 고정되는 것이 유연한 파이버 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파이버의 일단은 상기 광 발진모듈에 접속되어 있고, 타단은 상기 분극 반전 도파로 칩 모듈에 접속되어 상기 광발진모듈, 상기 파이버 및 상기 분극 반전 도파로 칩 모듈이 광정열을 이루되,
    상기 분극 반전 도파로 칩 모듈에 접속된 상기 파이버의 타단은 앵글 폴리싱된 것인 유연한 파이버 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 앵글 폴리싱은 8도 앵글 폴리싱된 것인 유연한 파이버 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유연한 파이버 모듈의 일단은 상기 광 발진모듈과 웰딩 새들에 의해 결합되어 고정되는 것인 유연한 파이버 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유연한 파이버 모듈의 양단은 각각 광 발진모듈 및 분극 반전 도파로 칩 모듈과 웰딩 새들에 의해 결합되어 고정되는 것이 유연한 파이버 모듈.
  9. 세라믹 페룰(ferrule)이 장착된 웰딩용 서스(SUS) 지그를 고정용 그립퍼와 체결하는 단계;
    파이버를 상기 세라믹 페룰에 삽입하는 단계;
    상기 파이버 정렬 단계;
    상기 파이버를 상기 세라믹 페룰에 고정하는 파이버 고정단계;
    분극 반전 도파로 칩과 연결되는 상기 웰딩용 서스 지그 일단에 형성된 파이버를 엔딩 처리하는 단계; 및
    상기 엔딩 처리된 파이버의 폴리싱 단계
    를 포함하는 유연한 파이버 모듈 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 파이버 정렬단계는
    상기 파이버가 웨지형인 경우, 상기 파이버를 회전정렬하는 것인 유연한 파이버 모듈 제조방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 파이버 고정단계는
    상기 웰딩용 서스 지그 양단에 장착되어 상기 파이버가 삽입된 상기 세라믹 페룰에 에폭시를 주입하여 에폭시 경화공정을 수행하는 것인 유연한 파이버 모듈 제조방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 엔딩 처리된 파이버 폴리싱 단계는
    상기 엔딩 처리된 파이버를 8도 폴리싱 하는 것인 유연한 파이버 모듈 제조방법.
  13. 광원으로부터 광을 출사하는 광 발진모듈;
    상기 광 발진모듈에서 출사된 광을 전달받아 2차 조화파를 생성하는 분극 반전 도파로 칩 모듈; 및
    상기 광 발진모듈에서 출사되는 광을 상기 분극 반전 도파로 칩 모듈로 집속하는 유연한 파이버 모듈
    을 포함하는 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  14. 제13항에 있어서, 상기 광 발진모듈은
    광원으로서 레이저 다이오드;
    상기 레이저 다이오드의 온도를 측정하는 온도 측정센서;
    상기 레이저 다이오드와 상기 온도 측정센서를 지지하는 레이저 다이오드 마운트 블록;
    상기 레이저 다이오드 마운트 블록의 하부에 형성되어 상기 레이저 다이오드의 온도를 조절하여 상기 광 발진모듈과 상기 분극 반전 도파로 칩 모듈이 광정렬된 후 일정한 온도로 유지되도록 조절하는 온도 조절부; 및
    상기 레이저 다이오드에서 발생하는 열을 외부로 발산하는 레이저 다이오드 열 발산 블록
    을 포함하는 것인 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  15. 제14항에 있어서, 상기 레이저 다이오드는
    파장의 선 폭 조절 기능 또는 파장의 튜닝 기능을 포함하는 것인 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지
  16. 제14항에 있어서, 상기 레이저 다이오드 마운트 블록은
    W-Cu, AlN, 또는 SiC로 구성되는 것인 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드 열 발산 블록과 상기 레이저 다이오드 마운트 블록은 솔더접합 되어있는 것인 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  18. 제13항에 있어서, 상기 분극 반전 칩 모듈은
    광 도파로를 포함하는 분극 반전 도파로 칩; 및
    상기 분극 반전 도파로 칩을 지지하는 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록;
    상기 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록 상부에 형성되어 상기 분극 반전 도파로 칩의 온도를 측정하기 위한 온도측정센서; 및
    상기 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록의 하부에 형성되어 상기 광 도파로의 온도를 조절하는 분극 반전 칩 온도조절부
    를 포함하는 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  19. 제18항에 있어서, 상기 분극반전 도파로 칩은
    분극 반전 방향이 상기 광 발진부에서 출사되는 광의 편광방향과 일치되도록 상기 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록에 장착된 것인 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  20. 제18항에 있어서, 상기 분극 반전 도파로 칩은
    광 도파로 지지블록;
    상기 광의 발산을 막기 위한 클래드 층;
    광 도파로 표면 보호 블록; 및
    양단 측면에 형성된 광학 박막층
    을 포함하는 것인 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  21. 제18항에 있어서, 상기 광학 박막층은
    상기 레이저 다이오드로부터의 입사파에 대한 제1 무반사 박막층; 및
    상기 입사파 및 상기 입사파의 2차 조화파에 대한 제2 무반사 박막층
    을 포함하는 것인 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  22. 제18항에 있어서, 상기 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록은
    W-Cu, Silicone, AlN, 또는 SiC로 구성되는 것인 유연한 파이버 모듈을 이용 한 파장 가변 소자 패키지.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 온도측정센서는 상기 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록과 솔더 및 페이스트로 접합 되는 것인 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  24. 제18항에 있어서, 상기 분극 반전 칩 모듈은
    상기 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록을 지지하기 위해 하부에 형성되는 고정지그를 더 포함하는 것인 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  25. 제18항에 있어서, 상기 분극 반전 칩 모듈은
    상기 유연한 파이버 모듈의 일단을 고정시키기 위한 웰딩용 새들을 지지하는 웨딩지그를 더 포함하는 것인 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  26. 제13항에 있어서, 상기 유연한 파이버 모듈은
    웰딩용 새들을 통해 상기 광 발진 모듈의 열 발산 블록과 결합되어 있는 것인 유연한 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지.
  27. 제1항에 의한 유연한 파이버 모듈 제작 단계;
    상기 유연한 파이버 모듈과 레이저 다이오드 칩을 포함하는 광 발진모듈을 정렬시키는 단계; 및
    상기 유연한 파이버 모듈과 분극 반전 칩 모듈을 정렬시키는 단계
    를 포함하는 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지 제조방법.
  28. 제27항에 있어서,
    레이저 다이오드 열 확산 블록과 레이저 다이오드 마운트 블록을 솔더 접합하는 단계; 및
    온도측정센서, 다이오드 레이저 칩, 레이저 다이오드용 온도 조절부, 분극 반전 칩 온도조절부 및 조립지그를 솔더 접합하는 단계를 포함하는 광 발진모듈 준비단계를 더 포함하는 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지 제조방법.
  29. 제27항에 있어서, 상기 유연한 파이버 모듈과 분극 반전 도파로 칩 모듈을 정렬시키는 단계는
    상기 파이버 모듈을 고정하기 위한 웰딩 새들을 상기 유연한 파이버 모듈에 장착하는 단계; 및
    레이저 다이오드 열 발산 블록과 상기 유연한 파이버 모듈이 상기 웰딩 새들에 의해 고정되도록 하는 레이저 접합단계
    를 포함하는 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지 제조방법.
  30. 제27항에 있어서, 상기 유연한 파이버 모듈과 분극 반전 도파로 칩 모듈을 정렬 시키는 단계는
    광 도파로의 분극 반전 방향을 상기 레이저 다이오드 칩에서 출사되는 광의 편광방향과 일치하도록 상기 분극 반전 도파로 칩을 상기 분극 반전 도파로 칩 마운트 블록에 장착하는 단계;
    상기 유연한 파이버 모듈의 일 측면에 형성된 앵글 폴리싱 면의 파이버와 상기 분극 반전 도파로 칩의 광 도파로 사이의 광정렬 단계; 및
    상기 광정렬 위치 고정단계
    를 포함하는 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지 제조방법.
  31. 제27항에 있어서, 상기 광정렬 위치 고정 단계는
    에폭시 고정화 단계를 포함하는 것인 유연한 파이버 모듈을 이용한 파장 가변 소자 패키지 제조방법.
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