KR20160001435A - 렌즈형 파장 변환 칩 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌즈형 파장 변환 칩 구조체에 관한 것으로서, 종래의 도파로형 파장 변환 칩 구조체에서 레이저가 입사하는 입력부의 구조를 렌즈형태로 제작함으로써 도파로의 사이즈를 크게 하거나 별도의 광학렌즈를 사용하지 않고 높은 광 변환 효율을 유지할 수 있도록 하는 파장 변환 칩을 제공한다. 또한 렌즈형 파장 변환 칩 구조체의 입력부의 각도에 따라 초점거리를 조절함으로써 다양한 형태의 제품으로 활용될 수 있도록 한다.

Description

렌즈형 파장 변환 칩 구조체 {LENTICULAR WAVELENGTH CONVERSION CHIP STRUCTURE}

본 발명은 입사하는 레이저의 파장을 변환하고 전파하는 광도파로를 포함하는 파장 변환 칩 구조체에 관한 것으로서, 구체적으로는, 레이저 다이오드에 의하여 생성된 레이저가 파장 변환 칩 구조체의 광도파로에 입사하는 부분의 구조에 관한 것이다.

레이저 다이오드와 도파로 간의 광학 결합을 하는 경우에는 일반적으로 레이저 다이오드와 도파로를 직접 결합하는 방식을 사용하거나 레이저 다이오드와 도파로 사이에 광학렌즈를 배치하여 광학렌즈를 통해 빔을 도파로에 입력하는 방식을 사용하고 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 도파로형 파장 변환 칩 구조체(100)를 나타낸 것으로서, 도 1은 종래의 도파로형 파장 변환 칩 구조체(100)의 전체적인 구조를 나타낸 것이고 도 2와 도 3은 종래의 도파로형 파장 변환 칩 구조체(100)의 입력부(110)를 확대해서 나타낸 것이다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 도파로형 파장 변환 칩 구조체(100)는 광도파로(101), 더비 기판(102), 광도파로 스랩(103) 및 에폭시(104)로 구성되며, 레이저 다이오드에 의하여 생성된 레이저는 평면으로 형성된 입력부(110)를 통해 광도파로(101)로 입사한다.

그런데 레이저 다이오드와 도파로를 직접 결합하는 종래의 방식은 레이저 출력 모드와 도파로 모드 간의 매칭이 되지 않기 때문에 광커플링 손실이 크고 온도에 따라 손실이 변화되는 문제가 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도파로의 사이즈를 크게 하거나 별도의 광학렌즈를 이용하여 커플링하는 방법이 이용되고 있는데, 도파로의 사이즈를 크게 할 경우에는 파장 변환 칩의 광 변환 효율이 저하되는 문제점이 존재한다. 그리고 광학렌즈를 레이저 다이오드와 도파로 사이에 사용하는 방식의 경우에는 추가적인 복합렌즈를 제작하여 정렬하는 공정을 수행해야 하기 때문에 생산 효율 저하 및 제품의 단가가 높아지는 문제점이 존재한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 광도파로에 레이저가 입사되는 부분을 렌즈형태로 제작함으로써 입사되는 레이저의 손실을 감소시키고 추가적인 렌즈의 사용이 필요하지 않은 렌즈형 파장 변환 칩 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일면에 따르면, 입사하는 레이저를 전파하는 광도파로; 상기 광도파로의 하단에 위치하며 상기 레이저가 입사하는 면이 곡면으로 형성된 하부더미; 및 상기 광도파로의 상단에 위치하며 상기 레이저가 입사하는 면이 곡면으로 형성된 상부보호커버를 포함하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체를 제공한다.

상기 하부더미와 상기 상부보호커버에 레이저가 입사하는 면은 경사가 0도보다 크고 90도보다 작은 곡면으로 형성되며 상기 하부더미의 곡면의 경사와 상기 상부보호커버의 곡면의 경사는 동일한 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 하부더미의 열팽창계수는 상기 광도파로의 열팽창계수로부터 일정 범위 이내인 것을 특징으로 하며 상기 하부더미는 기판으로서 작용한다.

상기 상부보호커버는 외부의 물리적인 충격으로부터 상기 광도파로를 보호하며 상기 광도파로에 입사한 레이저가 상기 광도파로 이외의 영역으로 이동하면 상기 레이저를 흡수하는 것을 특징으로 한다.

상기 광도파로는 상기 입사하는 레이저의 주파수를 변환하거나 상기 입사하는 레이저의 진행 방향을 조절하며 상기 광도파로는 실리카, 실리콘 또는 유기 고분자를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 파장 변환 칩에 레이저가 입사하는 부분을 렌즈형태로 제작함으로써 별도의 광학렌즈를 추가로 제작할 필요가 없도록 하며, 광도파로의 두께가 얇아도 광커플링 효율을 저하시키지 않으면서 높은 광 변환 효율을 유지할 수 있도록 하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체를 제공한다.

도 1 내지 도 3은 종래의 도파로형 파장 변환 칩 구조체의 구조를 나타낸 도면.
도 4와 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈형 파장 변환 칩 구조체의 구조를 나타낸 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 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 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4와 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈형 파장 변환 칩 구조체(200)의 구조를 나타낸 것으로서, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈형 파장 변환 칩 구조체(200)의 전체적인 구조를 나타낸 것이고 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈형 파장 변환 칩 구조체(200)에 레이저가 입사하는 면의 구조를 확대해서 나타낸 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈형 파장 변환 칩 구조체(200)의 전체적인 형태는 종래의 도파로형 파장 변환 칩 구조체(100)와 유사하나, 레이저가 입사하는 입력부(210)가 렌즈형태로 형성된 점이 종래의 도파로형 파장 변환 칩 구조체(100)와 상이하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈형 파장 변환 칩 구조체(200)는 광도파로(201), 하부더미(202) 및 상부보호커버(203)를 포함하며, 입력부(210)가 렌즈형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

광도파로(201)는 입사하는 레이저를 정해진 경로에 따라 전파하는 것으로서 입사하는 레이저의 주파수를 변환시킨다. 예컨대, 입사하는 레이저의 주파수를 두 배, 세 배 또는 네 배의 주파수로 변환할 수 있다. 그리고 광도파로(201)는 입사하는 레이저의 진행 방향을 조절하여 레이저는 전파하고자 하는 방향으로 가이드하는 기능을 한다.

하부더미(202)는 광도파로(201)의 하단부에 위치하며 수

의 광도파로를 제작하기 위한 기판으로서 작용한다. 하부더미(202)는 광도파로(201)의 열팽창계수와 유사한 열팽창계수로 이루어진 기판으로서, 반도체 공정을 수행하는데 있어 광도파로(201)를 단단하게 고정시키는 기능을 한다.

상부보호커버(203)는 광도파로(201)를 외부의 물리적인 충격과 파장 변환 칩을 사용할 때 발생하는 오염으로부터 보호한다. 그리고 상부보호커버(203)는 광도파로(201)로 입사한 레이저가 광도파로(201) 이외의 영역으로 새어 나가는 경우 새어 나가는 레이저를 흡수하는 기능을 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 렌즈형 파장 변환 칩 구조체(200)는 레이저가 입사하는 입력부(210)가 렌즈형태로 형성된 것을 특징으로 하는 것으로서, 하부더미(202)에서 레이저가 입사하는 면과 상부보호커버(203)에서 레이저가 입사하는 면은 곡면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

하부더미(202)의 곡면의 경사와 상부보호커버(203)의 곡면의 경사는 0도보다 크고 90도보다 작은 범위에서 형성될 수 있으며, 하부더미(202)의 곡면의 경사와 상부보호커버(203)의 곡면의 경사는 동일하게 형성될 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈형 파장 변환 칩 구조체(200)는 하부더미(202)와 상부보호커버(203)에서 레이저가 입사하는 면이 곡면으로 형성됨으로써, 렌즈형 파장 변환 칩 구조체(200)의 입력부(210)가 렌즈형태를 형성하여 광학 효율을 높일 수 있도록 한다. 또한, 하부더미(202)의 곡면의 경사와 상부보호커버(203)의 곡면의 경사를 조절함으로써 초점거리를 조절할 수 있어 다양한 형태의 제품으로 응용이 가능한 이점을 제공한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 종래의 도파로형 파장 변환 칩 구조체
110 : 종래의 도파로형 파장 변환 칩 구조체의 입력부
101 : 광도파로 102 : 더비 기판
103 : 광도파로 스랩 104 : 에폭시
200 : 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈형 파장 변환 칩 구조체
210 : 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈형 파장 변환 칩 구조체의 입력부
201 : 광도파로 202 : 하부더미
203 : 상부보호커버

Claims (10)

1. 입사하는 레이저를 전파하는 광도파로;
   상기 광도파로의 하단에 위치하며 상기 레이저가 입사하는 면이 곡면으로 형성된 하부더미; 및
   상기 광도파로의 상단에 위치하며 상기 레이저가 입사하는 면이 곡면으로 형성된 상부보호커버
   를 포함하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부더미의 곡면의 경사와 상기 상부보호커버의 곡면의 경사가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 하부더미는 상기 레이저가 입사하는 면의 경사가 0도보다 크고 90도보다 작은 것을 특징으로 하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 하부더미는 열팽창계수가 상기 광도파로의 열팽창계수로부터 일정 범위 이내인 것을 특징으로 하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 하부더미는 기판으로서 작용하는 것을 특징으로 하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 상부보호커버는 상기 레이저가 입사하는 면의 경사가 0도보다 크고 90도보다 작은 것을 특징으로 하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 상부보호커버는 상기 광도파로에 입사한 레이저가 상기 광도파로 이외의 영역으로 이동하면 상기 레이저를 흡수하는 것을 특징으로 하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 광도파로는 상기 입사하는 레이저의 주파수를 변환하는 것을 특징으로 하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 광도파로는 상기 입사하는 레이저의 진행 방향을 조절하는 것을 특징으로 하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 광도파로는 실리카, 실리콘 또는 유기 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈형 파장 변환 칩 구조체.
    

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