KR20140063841A - 깊은 홈을 갖는 불균일 격자를 구비한 격자 커플러 - Google Patents

깊은 홈을 갖는 불균일 격자를 구비한 격자 커플러 Download PDF

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데이비드 에이. 파탈
마르코 피오렌티노
젠 펭
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

도파관과 광섬유 간의 효율적인 커플링을 가능하게 하는 격자 커플러를 개시한다. 일특징으로, 격자 커플러는 넓은 에지를 갖는 트랜지션 영역을 포함하며, 이 트랜지션 영역이 기판 상에 배치된 도파관을 향해 에지에서 먼 쪽으로 테이퍼된다. 커플러는 또한 에지에 인접하게 기판 상에 배치된 서브 파장 격자(sub-wavelength grating)를 포함한다. 격자는 격자로부터의 광을 TM 편광으로 출력하기 위해 깊이를 갖는 홈에 의해 분리된 불균일하게 분포된 대략 평행한 일련의 라인으로 구성된다.

Description

깊은 홈을 갖는 불균일 격자를 구비한 격자 커플러{GRATING COUPLERS WITH DEEP-GROOVE NON-UNIFORM GRATINGS}
본 발명은 깊은 홈을 갖는 불균일 격자를 구비한 격자 커플러에 관한 것이다.
근래, 광통신이 전자 통신 이상의 다수의 잠재적인 고성능 장점을 제공하기 때문에 고성능 컴퓨터 시스템에서의 전자 부품을 광부품으로 교체하는 것이 커다란 주목을 받고 있다. 한편, 전자 부품은 구축하는데 노동력이 많이 필요할 수 있으며, 종래의 유선 및 핀을 이용하여 전기 신호를 보내는 것은 많은 양의 전력을 소모한다. 이에 부가하여, 전자 인터커넥트의 대역폭을 스케일링하는 것이 점점 곤란하게 되고 있으며, 전자 스위치와 같은 전자 부품을 이용하여 전기 신호를 보내기 위해 요구되는 시간의 양이 너무 길어져서 더 소형이면서 더 고속의 프로세서에 의해 제공되는 고속의 장점을 완전히 이용하지 못한다. 한편, 광섬유와 같은 광부품은 커다란 대역폭을 가지며, 낮은 전송 손실을 제공하고, 데이터를 전기 신호로 인코딩된 동일한 정보를 전송하기 위해 요구되는 것보다 현저하게 낮은 전력 소모로 전송할 수 있으며, 크로스 토크에 대해 면역성을 갖고, 부식이 진행되지 않고 외부의 라디에이션에 의해 영향을 받지 않는 재료로 구성된다.
광통신이 전자 통신에 대한 매력적인 대안인 것으로 보이지만, 다수의 기존의 광부품은 모든 유형의 광 통신에 아주 적합한 것은 아니다. 예컨대, 광섬유는 전자 장치들 간에 광신호를 전송하기 위해 이용될 수 있으며, 도파관 및 마이크로링 커플러와 같은 어떠한 광부품은 전형적인 CMOS 칩 상의 다수의 전자 회로를 대신하거나 보완할 것으로 기대된다. 그러나, 컴퓨터 제조업체가 직면하고 있는 핵심적인 도전과제 중의 하나는 도파관으로부터의 광신호를 광섬유에 효율적으로 커플링하는 것이다. 도파관과 광섬유 간에 광을 커플링하기 위한 광부품의 사용은 광섬유와 도파관 간의 커다란 모드 불일치(mode mismatch) 때문에 어려움을 겪고 있다.
이러한 이유 및 기타 이유로, 컴퓨터 제조업체는 도파관과 광섬유 간의 커플링 효율을 증가시키는 시스템을 찾고 있다.
본 발명의 특징에 따라, 넓은 에지를 포함하고, 기판 상에 배치된 도파관을 향해 상기 에지로부터 멀어지게 테이퍼되는 트랜지션 영역(transition region)과, 상기 에지에 인접하여 상기 기판 상에 배치되는 서브 파장 격자(sub-wavelength grating)로서, 상기 격자가 상기 격자로부터의 광을 TM 편광으로 출력하기 위해 깊이를 갖는 홈에 의해 분리된 불균일하게 분포된 대략 평행한 일련의 라인을 구비하는, 서브 파장 격자를 포함하는 격자 커플러가 제공된다.
도 1a와 도 1b는 각각 일례의 격자 커플러의 등각 투상도와 평면도이다.
도 2는 커버를 갖는 일례의 격자 커플러의 등각 투상도이다.
도 3a는 도 2에 도시된 격자 커플러의 라인 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절취한 횡단면도이다.
도 3b는 도 2에 도시된 격자 커플러의 트랜지션 영역(transition region)과 불균일 격자의 평면도이다.
도 4는 일례의 격자 커플러의 테이퍼된 트랜지션 영역과 불균일 격자의 평면도이다.
도 5는 일례의 격자 커플러의 테이퍼된 트랜지션 영역과 불균일 격자의 평면도이다.
도 6은 일례의 격자 커플러의 테이퍼된 트랜지션 영역과 불균일 격자의 평면도이다.
도 7은 3가지 타입의 불균일 격자를 가로지르는 거리에 대한 듀티 사이클의 플로트를 도시하는 도면이다.
도 8은 트랜지션 영역과 격자의 평면도를 도시하며, TE 및 TM 편광 컨벤션(polarization convention)을 나타낸다.
도 9는 격자 커플러 및 광섬유의 버트 엔드(butt end)의 횡단면도이다.
도 10은 격자 커플러 및 포커싱 렌즈로 씌워진 광섬유의 버트 엔드의 횡단면도이다.
도파관과 광섬유 간의 효율적인 커플링을 가능하게 하는 격자 커플러를 개시한다. 격자 커플러는 도파관으로부터의 광을 TM 편광으로 광섬유의 코어 내로 커플링하는 깊은 홈의 불균일한 서브 파장 격자(deep-grooved, non-uniform, sub-wavelength grating)를 포함한다. 이하의 설명에서, "광"이라는 표현은 전자기 스펙트럼의 가시 부분과, 전자기 스펙트럼의 적외선 및 자외선 부분을 포함한 전자기 스펙트럼의 비가시 부분의 파장을 갖는 전자기 라디에이션을 지칭한다.
도 1a와 도 1b는 각각 일례의 격자 커플러(100)의 등각 투상도와 평면도이다. 격자 커플러(100)는 테이퍼된 트랜지션 영역(102) 및 불균일한 서브 파장 격자(104)를 포함한다. 도 1a 및 도 1b의 예에서 나타낸 바와 같이, 트랜지션 영역(102)은, 격자(104)로부터 멀어질수록 좁아지고 스트립 도파관(strip waveguide)(106) 내로 트랜지션되는 2등변 삼각형과 같은 형상을 갖는다. 도파관(106)은 리지 도파관(ridge waveguide) 또는 스트립 로디드 도파관(strip loaded waveguide)이어도 된다. 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)는 기판(108)의 평면 상에 배치된다. 격자(104)는 홈(112)과 같은 홈에 의해 분리된 라인(110, 111)과 같은 대략 평행한 일련의 라인으로 구성된다. "대략"이라는 표현은, 이상적으로는 평행한 라인 지향방향(orientation)이 의도되지만 실제로는 측정의 불완전성 또는 제조 공정의 불완전성이 라인의 상대적인 지향방향 또는 기타 양을 변경되게 하는 것으로 인지되는 곳에서, 라인의 상대적인 지향방향 또는 본 명세서에 설명된 기타 양을 기술하기 위해 이용된다.
트랜지션 영역(102) 및 격자(104)는 기판(108)보다 높은 굴절률을 갖는 재료로 구성된다. 그 결과, 기판(108)은 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)를 위한 하부 클래딩층(cladding layer)으로서 작용한다. 구체적으로, 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)는 실리콘(Si) 또는 게르마늄(Ge)과 같은 단일 원소 반도체로 구성될 수 있거나, 또는 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체와 같은 화합물 반도체로 구성될 수도 있으며, 여기서 로마 숫자 Ⅲ과 Ⅴ는 원소 주기율표의 Ⅲa 및 Ⅴa 열(column)에 있는 원소를 나타낸다. 화합물 반도체는 질소(N), 인(P), 비소(As), 및 안티몬(Sb)과 같은 Ⅴa 열 원소와 함께 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 및 인듐(In)과 같은 Ⅲa 열 원소로 구성될 수 있다. 화합물 반도체는 또한 Ⅲ 및 Ⅴ 원소의 상대량에 따라 추가로 분류될 수도 있다. 예컨대, 2원 반도체 화합물은 실험식 GaAs, InP, InAs 및 GaP를 갖는 반도체를 포함하며, 3원 화합물 반도체는 실험식 GaAs y P1 - y 을 갖는 반도체를 포함하고, 여기서 y는 0보다 크고 1보다 작은 범위이며, 4원 화합물 반도체는 실험식 In x Ga1 - x As y P1 - y 을 갖는 반도체를 포함하고, 여기서 x와 y 둘 모두는 서로 독립적으로 0보다 크고 1보다 작은 범위이다. 다른 타입의 적합한 화합물 반도체는 Ⅱ-Ⅵ족 재료를 포함하며, 여기서 Ⅱ와 Ⅵ는 주기율표의 Ⅱa 및 Ⅵa 열에 있는 원소를 나타낸다. 예컨대, CdSe, ZnSe, ZnS 및 ZnO는 일례의 2원 Ⅱ-Ⅵ 화합물 반도체의 실험식이다. 기판(108)은 SiO2 또는 Al2O3와 같은 더 낮은 굴절률을 갖는 재료로 구성될 수 있다. 이와 달리, 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)는 비반도체 재료 또는 폴리머로 구성될 수도 있다. 예컨대, 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)는 티타늄(Ti)으로 구성될 수 있으며, 기판(108)은 리튬 니오베이트(LiNbO3)로 구성될 수 있다.
격자 커플러(100)는 기판(108)으로서 작용하는 낮은 굴절률의 재료의 평탄한 표면 상에 높은 굴절률의 재료를 최초 침적함으로써 형성될 수 있다. 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)는 격자(104)의 라인들 사이에 깊은 홈을 형성하기 위해 나노임프린트 리소그래피 또는 반응성 이온 에칭과 같은 다양한 리소그래피 기술 및/또는 에칭 기술 중의 임의의 기술을 이용하여 더 높은 굴절률의 재료층으로 형성될 수 있다. 라인을 분리하는 홈은 높은 굴절률의 재료를 선택적으로 제거함으로써 형성된다. 도 1a 및 도 1b의 예에서, 격자(104)는 라인 사이에서 기판(108)의 표면이 노출되도록 더 높은 굴절률 재료를 제거함으로써 형성된 깊은 홈의 하이-콘트라스트 격자이다. 일반적으로, 홈 깊이는 도파관 높이의 상당한 비율로 되며, 도 8을 참조하여 아래에 설명되는 바와 같이 격자(104) 내로 투과되는 광의 TM 편광 성분의 강한 산란을 보장하도록 선택된다.
도 1a 및 도 1b의 예에서 나타낸 바와 같이, 격자 커플러(100)는 에어 클래딩을 갖는다. 다른 실시예에서, 기판(108)을 형성하기 위해 사용된 재료와 같은 더 낮은 굴절률의 재료가 상부 클래딩 층으로서 작용하는 커버를 형성하기 위해 트랜지션 영역(102) 및 격자(104) 위에 침적될 수 있다. 도 2는 격자 커플러(200)의 등각 투상도를 도시한다. 커플러(200)는 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)를 덮는 커버(202)를 포함한다는 점을 제외하고는 커플러(100)와 유사하다. 커버(202)는, SiO2 또는 Al2O3와 같은, 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)의 재료보다 낮은 굴절률의 재료로 구성되며, 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)를 위한 상부 클래딩층으로서 작용한다.
도 3a와 도 3b는 각각 격자 커플러(200)의 횡단면도와 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)의 평면도이다. 도 3a, 도 1a 및 도 2에 도시된 바와 같이, 격자(104)는 라인들 사이의 기판(102)의 표면(302)이 노출되는 깊은 홈이 형성되어 있다. 격자(104)는 라인 폭 w, 라인 간격 p, 및 라인 두께 t가 격자 커플러로부터 방출된 전자기 라디에이션의 파장보다 작기 때문에 서브 파장 격자로서 지칭된다. z-방향에서의 라인 폭 w 대 라인 간격 p의 비율이 듀티 사이클의 특징을 결정한다:
DC = w/p
도 3a 및 도 3b의 예에서, 방향성 화살표 306은 트랜지션 영역(102)의 넓은 에지(304)로부터 z-방향으로는 격자(104)의 듀티 사이클이 감소된다는 지시를 나타낸다. 즉, 도 3a 및 도 3b에 나타낸 특정한 예의 격자(104)에 대해, 방향 화살표 308로 나타낸 바와 같이 에지(304)로부터 z-방향으로 라인 폭이 감소하며 w↓, 방향 화살표 310에 의해 나타낸 바와 같이 넓은 에지(304)로부터 z-방향으로 라인 간격 p가 증가한다 p↑. 예컨대, 라인 312는 라인 314보다 에지(304)에 더 가까우며, 라인 312의 폭 w는 라인 314의 폭 w'보다 크며, 인접한 쌍의 라인 316과 317은 인접한 쌍의 라인 318과 319보다 에지(304)에 더 가까워서, 라인 316과 317 사이의 라인 간격 p가 라인 318과 319 사이의 라인 간격 p'보다 크다.
불균일 격자는 예시의 격자(104)로 한정되지 않는다. 트랜지션 영역의 넓은 에지로부터 멀어지는 z-방향으로 듀티 사이클이 감소되는 다른 타입의 적합한 격자는, 라인 간격이 z-방향으로 증가되면서 동일한 라인 폭을 갖는 라인을 제조함으로써 달성될 수 있다. 도 4는 일례의 격자 커플러(400)의 테이퍼된 트랜지션 영역(402) 및 불균일한 서브 파장 격자(404)의 평면도이다. 격자 커플러(100, 200)의 불균일 격자(104)와 마찬가지로, 격자(404)는 라인 406과 407 사이에 위치된 깊은 홈(408)과 같은 깊은 홈에 의해 분리된 인접한 쌍의 라인 406 및 407과 같은 대략 평행한 일련의 라인으로 구성된다. 라인은 그 전반에 걸쳐 동일한 라인 폭 w를 갖지만, 라인 간격은 트랜지션 영역(402)의 넓은 에지(412)로부터 멀어질수록 z-방향으로 증가하여, 격자(404)가 z-방향으로 감소되는 듀티 사이클을 갖게 한다. 예컨대, 인접한 쌍의 라인 406과 407 간의 라인 간격 p'은 라인 406 및 407보다 에지(412)로부터 더 멀리 위치되어 있는 인접한 쌍의 라인 414와 415 간의 라인 간격 p"보다 크다.
트랜지션 영역의 넓은 에지로부터 z-방향으로 멀어질수록 듀티 사이클이 감소되는 다른 타입의 적합한 불균일 격자는, 라인 간격이 전반에 걸쳐 일정하면서 z-방향으로 감소되는 라인 폭을 갖는 라인을 제조함으로써 달성될 수 있다. 도 5는 일례의 격자 커플러(500)의 테이퍼된 트랜지션 영역(502) 및 불균일 서브 파장 격자(504)의 평면도이다. 불균일 격자(104, 404)와 마찬가지로, 격자(504)는 기판(도시하지 않음)의 표면을 노출시키는 깊은 홈에 의해 분리된 대략 평행한 일련의 라인으로 구성된다. 중심간 라인 간격은 격자(504) 전반에 걸쳐 일정하게 유지되지만, 라인의 폭은 넓은 에지(508)로부터 z-방향으로 멀어질수록 감소되어, 격자(504)가 z-방향으로 감소되는 듀티 사이클을 갖게 된다. 예컨대, 라인 510은 라인 511보다 에지(508)에 더 가깝게 위치되며, 라인 510의 폭 w는 라인 511의 폭 w'보다 크지만, 인접한 쌍의 라인 512와 510 사이의 간격은 에지(508)로부터 더 멀리 위치된 인접한 쌍의 라인 514와 515 사이의 간격과 대략적으로 동일하다.
트랜지션 영역의 넓은 에지로부터 z-방향으로 멀어질수록 듀티 사이클이 감소되는 다른 타입의 적합한 불균일 격자는, 라인 폭과 라인 간격이 z-방향으로 증가되지만, 라인 간격의 증가가 라인 폭의 증가보다 크도록 라인을 제조함으로써 달성될 수 있다. 도 6은 일례의 격자 커플러(600)의 테이퍼된 트랜지션 영역(602)과 불균일한 격자(604)의 평면도이다. 격자(604)는 깊은 홈에 의해 분리된 대략 평행한 일련의 라인으로 구성된다. 도 6은, 넓은 에지(608)로부터 z-방향으로 멀어질수록 라인 폭 및 라인 간격을 증가시키지만, z-방향에서의 격자에 걸친 라인 간격의 증가를 라인 폭의 증가보다 크게 함으로써, 방향 606에서의 격자(604)에 걸친 듀티 사이클의 감소가 달성된다는 것을 보여준다.
도 7은 3가지 타입의 불균일 격자를 가로지르는 거리에 대한 듀티 사이클의 플로트를 보여준다. 수평 방향 화살표(702)는 z-방향에서의 격자를 가로지르는 테이퍼된 트랜지션 영역의 넓은 에지로부터의 거리를 나타내고, 수직 방향 화살표(704)는 듀티 사이클을 나타낸다. 음의 경사 라인(706)은 z-방향으로 선형적으로 변화하는 음의 경사의 듀티 사이클을 갖는 불균일한 격자를 나타낸다. 점선(708, 710)은 불균일 격자의 듀티 사이클이 z-방향으로 격자를 가로질러 비선형 방식으로 변경되는 격자를 나타낸다. 구체적으로, 점선 708은 z-방향에서의 듀티 사이클의 지수함수적 감소를 나타낸다. 예컨대, 점선 708은, 라인의 폭이 일정하거나 선형적으로 변화되지만 라인 간격이 지수함수적으로 증가되거나, 또는 라인 간격이 일정하거나 선형적으로 변화되지만 라인의 폭이 지수함수적으로 감소하는 불균일한 격자를 나타낸다. 점선 710은 트랜지션 영역으로부터 멀어질수록의 듀티 사이클의 감소가 트랜지션 영역 가까이에서는 점차적으로 이루어지지만 트랜지션 영역으로부터 더 멀어지게 되면 급격하게 감소되는 불균일 격자를 나타낸다.
전술한 불균일한 격자로부터 출력된 광은 TM 편광된다. 도 8은 격자 커플러(100, 200)의 트랜지션 영역(102) 및 격자(104)의 평면도이며, TE 및 TM 편광 컨벤션을 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, 트랜지션 영역(102)은 광이 격자(104)에 진입하기 전에 도파관(106)에 의해 운반된 광을 확산시킨다. 컨벤션에 의해, 점선의 양방향 화살표(802)는 격자(104)로부터 방출된 광의 전기장 성분이 격자(104)에 평행하게 지향될 TE 편광을 나타낸다. 양방향 화살표 804는 격자(104)로부터 방출된 광의 전기장 성분이 격자(104)의 라인에 직각으로 지향되는 TM 편광을 나타낸다. 라인 두께 t 또는 라인을 분리시키는 홈의 깊이는 격자(104)로부터 방출된 광이 주로 TM 편광된 광으로 구성되도록 하기 위해 전술한 바와 같이 선택된다.
격자 커플러의 깊은 홈의 불균일 격자로부터 출력된 광의 대부분이 TM 편광으로 출력되며, 격자의 평면 위에 영(0)이 아닌 각도(non-zero angle)로 지향된다. 도 9는 격자 커플러(200) 및 광섬유(900)의 버트 엔드의 횡단면도이다. 방향성 화살표 902는 도파관(106)을 따라 트랜지션 영역(102) 내로 투과된 광을 나타내며, 이 투과 영역에서 광이 격자(104)에 진입하기 전에 확산하고, 도 8을 참조하여 전술한 바와 같이 실질적으로 TM 편광으로 격자(104)로부터 출력된다. 광이 격자(104)에 진입하여 상호작용함에 따라, 격자(104)는 광의 대부분이 방향 화살표 904에 의해 나타낸 바와 같이 수직이 아닌 각도로 트랜지션 영역(102) 부근의 격자로부터 출력되도록 한다. 음영 영역(906)은 격자(104)로부터 출력된 광의 가장 높은 농도를 갖는 격자(104) 위의 공간의 영역을 나타낸다. 점선의 방향 화살표 908은 가장 높은 농도의 광(906)이 격자(104)로부터 출력되는 방향 α(즉,
Figure pct00001
)를 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, 광섬유의 말단부는 격자(104)로부터 출력된 광의 대부분이 광섬유(900)의 코어(910)에 진입하도록 대략 동일한 각도 α로 위치된다.
다른 실시예에서, 광섬유의 단부는 격자로부터 출력된 광을 포획하여 광섬유의 코어 내로 포커싱하기 위해 평 볼록 렌즈(plano-convex lens)로 씌워질 수 있다. 도 10은 격자 커플러(200) 및 렌즈(1002)로 씌워진 광섬유(1000)의 버트 엔드의 횡단면도이다. 커플러(200)는 렌즈(1002)가 광섬유(900)의 씌워지지 않은 단부보다 격자(104)로부터 출력된 광의 더 많은 부분을 포획하고 그 광을 광섬유(1000)의 코어(1004) 내로 포커싱한다는 점을 제외하고는 도 9를 참조하여 전술한 바와 같이 작동된다.
250 nm 두께의 Si 층으로 형성된 깊은 홈의 불균일한 서브 파장 격자 및 트랜지션 영역으로 구성된 격자 커플러는 전자기 시스템을 모델링하기 위해 사용되는 유한-차이 시간-도메인(finite-difference time-domain, FDTD) 시뮬레이션 소프트웨어인 MEEP를 이용하여 모델링된다(이에 대해서는 http://ab-initio.mit.edu/meep/meep-1.1.1.tar.gz를 참조). 트랜지션 영역과 깊은 홈의 불균일 격자는 1㎛의 두께를 갖는 산화물 커버층을 갖는 2개의 산화물층 사이에 끼워져 위치되며, 격자의 라인이 200nm의 두께를 갖고, 격자의 길이가 10㎛이다. 라인 간격은 666∼719nm의 범위로 되며, 듀티 사이클은 26∼36%에서 변경된다. 시뮬레이션 결과는 격자가 대략 1290 내지 대략 1330nm 범위의 파장을 대략 63%의 효율과 대략 1%의 후방 산란(backscattering)으로 커플링한다는 것을 입증하였다.
전술한 설명은 예시를 목적으로 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 구체적인 명칭을 이용하였다. 그러나, 당업자에게는 본 명세서에 설명된 시스템 및 방법을 실시하기 위해 구체적인 세부 내용이 요구되지 않는다는 것이 명백할 것이다. 구체적인 실시예에 대한 전술한 설명은 예시 및 기술을 위해 제공된 것이다. 이러한 설명은 본 발명의 실시예를 모두 망라하여 설명하는 것도 아니고 본 발명을 개시된 구체적인 형태로 한정하려는 것도 아니다. 이들 실시예는 본 발명의 원리 및 실시할 수 있는 응용예를 최상으로 설명하여, 당업자로 하여금 본 발명 및 각종 실시예를 상정된 특정한 사용에 적합한 다양한 변형예와 함께 활용할 수 있도록 하기 위해 제공된 것이다. 본 발명의 범위는 이하의 청구범위 및 이들의 등가 구성에 의해 정해질 것이다.

Claims (15)

  1. 격자 커플러에 있어서,
    넓은 에지를 포함하고, 기판 상에 배치된 도파관을 향해 상기 에지로부터 멀어지게 테이퍼되는 트랜지션 영역(transition region); 및
    상기 에지에 인접하여 상기 기판 상에 배치되는 서브 파장 격자(sub-wavelength grating)로서, 상기 격자가 상기 격자로부터의 광을 TM 편광으로 출력하기 위해 깊이를 갖는 홈에 의해 분리된 불균일하게 분포된 대략 평행한 일련의 라인을 포함하는, 서브 파장 격자
    를 포함하는 격자 커플러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불균일하게 분포된 라인은 동일한 폭을 갖는 라인을 포함하며, 인접한 쌍의 라인들 간의 라인 간격은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 증가되는, 격자 커플러.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 불균일하게 분포된 라인은 동일한 중심간 라인 간격을 가지며, 라인 폭은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 감소되는, 격자 커플러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 불균일하게 분포된 라인은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 인접한 쌍의 라인들 간의 중심간 라인 간격이 증가되며, 라인 폭은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 감소되는, 격자 커플러.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 불균일하게 분포된 라인은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 인접한 쌍의 라인들 간의 중심간 라인 간격이 증가되며, 라인 폭은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 증가되는, 격자 커플러.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 트랜지션 영역 및 상기 서브 파장 격자를 덮고, 상부 클래딩층으로서 작용하는 커버를 더 포함하는, 격자 커플러.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 불균일하게 분포된 라인은 상기 에지로부터 멀어질수록 감소되는 선형 듀티 사이클을 갖는, 격자 커플러.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 분균일하게 분포된 라인은 상기 에지로부터 멀어질수록 감소되는 비선형 듀티 사이클을 갖는, 격자 커플러.
  9. 넓은 에지를 포함하고, 기판 상에 배치된 도파관을 향해 상기 에지로부터 먼 쪽으로 테이퍼되는 트랜지션 영역;
    상기 기판 상에 배치되고, 격자로부터의 광을 TM 편광으로 출력하기 위해 깊이를 갖는 홈에 의해 분리된 불균일하게 분포된 대략 평행한 일련의 라인을 포함하는 서브 파장 격자; 및
    코어 및 클래딩층을 포함하고, 상기 격자로부터 출력된 대부분의 광이 상기 코어에 진입하도록 각도를 이루고 있는 광섬유
    를 포함하는 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 격자로부터 출력된 광을 상기 코어에 포커싱하기 위해 상기 광섬유의 버트 단부(butt end) 상에 배치된 포커싱 렌즈를 더 포함하는, 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 불균일하게 분포된 라인은 동일한 폭을 갖는 라인을 포함하며, 인접한 쌍의 라인들 간의 라인 간격은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 증가되는, 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 불균일하게 분포된 라인은 동일한 중심간 라인 간격을 가지며, 라인 폭은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 감소되는, 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 불균일하게 분포된 라인은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 인접한 쌍의 라인들 간의 중심간 라인 간격이 증가되며, 라인 폭은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 감소되는, 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 불균일하게 분포된 라인은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 인접한 쌍의 라인들 간의 중심간 라인 간격이 증가되며, 라인 폭은 상기 라인이 상기 에지로부터 멀어질수록 증가되는, 시스템.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 불균일하게 분포된 라인은 상기 에지로부터 멀어질수록 감소되는 듀티 사이클을 갖는, 시스템.
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