KR20160092565A - 평탄한 모드 발생 장치 및 이를 구비하는 배열 도파로 격자 - Google Patents

평탄한 모드 발생 장치 및 이를 구비하는 배열 도파로 격자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평탄한 모드 발생 장치를 제공한다. 평탄한 모드 발생 장치는 입력 도파로, 상기 입력 도파로와 연결되는 이중 테이퍼 구조 및 상기 이중 테이퍼 구조와 연결되는 입력 스타 커플러를 포함하고, 상기 이중 테이퍼 구조는 상기 입력 도파로 및 상기 입력 스타 커플러와 동일한 제 1 높이를 갖는 제 1 부분 및 평면적으로 보아, 상기 제 1 부분 내에 형성되며, 상기 제 1 높이보다 낮은 제 2 높이를 갖고 상기 입력 스타 커플러에서 상기 입력 도파로를 향하는 방향으로 테이퍼진 제 2 부분을 포함한다.

Description

평탄한 모드 발생 장치 및 이를 구비하는 배열 도파로 격자{Flat-top mode controller and arrayed waveguide grating}
본 발명은 평탄한 모드 발생 장치 및 이를 구비하는 배열 도파로 격자에 관한 것으로, 구체적으로 이중 테이퍼 구조를 가지는 평탄한 모드 발생 장치 및 이를 구비하는 배열 도파로 격자에 관한 것이다.
현재 광통신 분야 및 PIC(photonic integrated circuit) 분야에서 신호의 Muxing-dumuxing을 위한 광학 소자는 AWG(arrayed waveguide grating), Echelle grating, ring filter, 또는 Mach-zehnder interferometer을 포함할 수 있다. 그 중에서 AWG는 가장 폭넓게 사용되고 있는 WDM(wavelength division multiplexer) 소자이다. AWG 분야에서는 실리카(silica) 기반의 AWG와 상기 실리카(silica)에 비해 굴절률이 큰 물질인 실리콘(Si) 또는 인화인듐(InP) 기반의 AWG들이 연구되고 있다.
굴절률이 큰 물질을 사용하면, 광손실을 최소화하는 곡률반경이 작아지기 때문에 AWG소자의 크기는 줄어들 수 있다. 일반적인 AWG의 입력 손실은 3 dB정도이다. Silicon AWG 경우 열팽창계수가 크기 때문에 AWG의 출력 스펙트럼이 온도에 민감한 특성을 보인다. 따라서 silicon AWG의 응용에 있어서 온도에 무관하게 동작하도록 설계할 필요가 있다. 이를 위해 AWG의 출력 스펙트럼을 평탄하게 만들어 온도가 변하여 출력스펙트럼의 파장이 변하여도 출력이 일정하도록 AWG를 설계하는 것이 일반적이다.
본 발명의 기술적 과제는 플랫 톱 모드의 빛을 출력하는 평탄한 모드 발생 장치 및 이를 구비하는 배열 도파로 격자를 제공하는 것이다.
본 발명은 평탄한 모드 발생 장치를 제공한다. 평탄한 모드 발생 장치는 입력 도파로, 상기 입력 도파로와 연결되는 이중 테이퍼 구조 및 상기 이중 테이퍼 구조와 연결되는 입력 스타 커플러를 포함하고, 상기 이중 테이퍼 구조는 상기 입력 도파로 및 상기 입력 스타 커플러와 동일한 제 1 높이를 갖는 제 1 부분 및 평면적으로 보아, 상기 제 1 부분 내에 형성되며, 상기 제 1 높이보다 낮은 제 2 높이를 갖고 상기 입력 스타 커플러에서 상기 입력 도파로를 향하는 방향으로 테이퍼진 제 2 부분을 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 제 1 부분은 상기 제 2 부분보다 유효굴절률이 크다.
일 예에 의하여, 평면적으로 보아, 상기 제 2 부분은 사다리꼴 모양을 가진다.
일 예에 의하여, 평면적으로 보아, 상기 제 2 부분은 삼각형 모양을 가진다.
일 예에 의하여, 평면적으로 보아, 상기 제 2 부분은 상기 입력 도파로와 인접하는 부분의 모서리가 라운드진다.
일 예에 의하여, 평면적으로 보아, 상기 제 2 부분은 상기 입력 스타 커플러와 인접하는 부분이 요철구조 또는 톱니모양을 가진다.
일 예에 의하여, 상기 제 1 부분의 높이는 220nm이고, 상기 입력 스타 커플러와 인접하는 부분에서, 상기 제 2 부분의 너비는 상기 제 1 부분의 너비의 30% 내지 50%이다.
일 예에 의하여, 상기 제 1 부분의 높이는 220nm이고, 상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분보다 높이가 20nm 내지 50nm 낮다.
일 예에 의하여, 상기 제 2 부분의 길이는 15? 이상이다.
일 예에 의하여, 평면적으로 보아, 상기 제 1 부분은 상기 입력 스타 커플러에서 상기 입력 도파로를 향하는 방향으로 테이퍼진다.
일 예에 의하여, 상기 입력 도파로, 상기 이중 테이퍼 구조 및 상기 슬랩 도파로를 덮는 클래드층을 더 포함한다.
본 발명은 배열 도파로 격자를 제공한다. 배열 도파로 격자는 입력 스타 커플러, 이중 테이퍼 구조와 연결되고, 상기 입력 스타 커플러의 일단에 제공되는 이중 테이퍼 구조, 상기 입력 스타 커플러에 인접하여 배치된 출력 스타 커플러 및 상기 출력 스타 커플러와 상기 입력 스타 커플러를 연결하는 복수개의 배열 도파로들을 구비한 배열 도파로 구조체를 포함하고, 상기 이중 테이퍼 구조는 상기 입력 도파로 및 상기 입력 스타 커플러와 동일한 제 1 높이를 갖는 제 1 부분 및 평면적으로 보아, 상기 제 1 부분 내에 형성되며, 상기 제 1 높이보다 낮은 제 2 높이를 갖고 상기 입력 스타 커플러에서 상기 입력 도파로를 향하는 방향으로 테이퍼진 제 2 부분을 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 이중 테이퍼 구조는 상기 입력 도파로와 인접하는 제 1 영역 및 상기 입력 스타 커플러와 인접하는 제 2 영역을 포함한다.
일 예에 의하여, 평면적으로 보아, 상기 제 1 영역에서 상기 제 2 부분은 모서리가 직선형이다.
일 예에 의하여, 평면적으로 보아, 상기 제 1 영역에서 상기 제 2 부분은 모서리가 라운드진다.
일 예에 의하여, 평면적으로 보아, 상기 제 1 영역에서 상기 제 2 부분은 하나의 꼭지점을 가지도록 테이퍼진다.
일 예에 의하여, 평면적으로 보아, 상기 제 2 영역에서 상기 제 2 부분의 모서리는 요철모양 또는 톱니모양을 가진다.
일 예에 의하여, 상기 제 1 부분의 높이는 220nm이고, 상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분보다 높이가 20nm 내지 50nm 낮다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이중 테이퍼 구조를 통과한 가우시안 모드의 빛은 플랫 톱 모드의 빛으로 변환될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이중 테이퍼 구조를 얇게 식각하여 이중 테이퍼 구조를 통과하는 빛의 산란을 최소화 하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배열 도파로 격자를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 배열 도파로 격자의 입력 스타 커플러와 배열 도파로 구조체를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이중 테이퍼 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 이중 테이퍼 구조의 평면도이다.
도 5는 도 3의 이중 테이퍼 구조의 단면도이다.
도 6은 이중 테이퍼 구조의 유효굴절률을 나타내는 그래프이다.
도 7은 이중 테이퍼 구조로 입사된 빛의 모드의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플랫 톱 모드를 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 8의 플랫 톱 모드의 균일성을 나타내는 그래프이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플랫 톱 모드를 나타내는 그래프이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이중 테이퍼 구조를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배열 도파로 격자를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1의 배열 도파로 격자의 입력 스타 커플러와 배열 도파로 구조체를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배열 도파로 격자(1000)는 이중 테이퍼 구조(100), 입력 스타 커플러(200), 배열 도파로 구조체(400), 및 출력 스타 커플러(300)를 포함할 수 있다.
이중 테이퍼 구조(100)는 입력 도파로(500)와 입력 스타 커플러(200) 사이에 배치될 수 있다. 이중 테이퍼 구조(100)는 삼각형 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 이중 테이퍼 구조(100)는 실리콘(Si)일 수 있다. 이중 테이퍼 구조(100)는 가우시안 모양의 빛이 입력되었을 때, 빛을 플랫 톱 모양으로 변환시키는 역할을 할 수 있다.
입력 스타 커플러(200)는 이중 테이퍼 구조(100)와 배열 도파로 구조체(400) 사이에 배치될 수 있다. 입력 스타 커플러(200)와 출력 스타 커플러(300)는 서로 인접하여 배치될 수 있다. 입력 스타 커플러(200)는 배열 도파로 구조체(400)의 일단에 배치될 수 있고, 출력 스타 커플러(300)는 배열 도파로 구조체(400)의 타단에 배치될 수 있다. 입력 스타 커플러(200)는 배열 도파로 구조체(400)에 광을 제공할 수 있다.
배열 도파로 구조체(400)는 복수개의 배열 도파로들(410)을 포함할 수 있다. 배열 도파로들(410) 각각의 길이는 다를 수 있다. 배열 도파로들(410)은 입력 스타 커플러(200)와 출력 스타 커플러(300) 사이에 연결될 수 있다. 배열 도파로들(410)은 굽을 수 있다. 예를 들어, 배열 도파로들(410)은 'U'자 모양으로 굽을 수 있다. 배열 도파로들(410) 서로간에 길이 차(length difference)가 발생될 수 있고, 배열 도파로 구조체(400)는 회절 격자로서 기능할 수 있다. 때문에, 배열 도파로들(410)로부터 출력되는 광 신호는 그의 파장에 따라 서로 다른 위치에 집중(focusing) 될 수 있다.
입력 도파로(500)는 입력 스타 커플러(200)에 광을 제공할 수 있다. 출력 스타 커플러(300)의 일측에 배열 도파로(410)가 연결될 수 있고, 출력 스타 커플러(300)의 타측에 출력 도파로들(600)이 연결될 수 있다. 출력 스타 커플러(300)는 광 신호를 파장 별로 분리하여(demultiplexing) 출력 도파로들(600)에 출력할 수 있다. 여러 파장의 광 신호들이 출력 도파로(600)에 입사될 경우, 입력 도파로(500)에서는 파장 다중화된(multiplexing) 광 신호가 출력될 수 있다, 이 경우, 배열 도파로 격자(1000)는 파장 다중화 및 역다중화를 위해 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이중 테이퍼 구조를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 이중 테이퍼 구조의 평면도이고, 도 5는 도 3의 이중 테이퍼 구조의 단면도이고, 도 6은 이중 테이퍼 구조의 유효굴절률을 나타내는 그래프이고, 도 7은 이중 테이퍼 구조로 입사된 빛의 모드의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 7에서 x축은 이중 테이퍼 구조(100)의 절단면 I-I'를 나타내고, y축은 빛의 투과율을 나타낸다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 이중 테이퍼 구조(100)는 제 1 부분(120) 및 제 2 부분(140)을 포함할 수 있다. 제 1 부분(120)의 일단은 입력 도파로(500)와 연결될 수 있다. 제 1 부분(120)의 타단은 입력 스타 커플러(200)와 연결될 수 있다. 제 1 부분(120)은 입력 도파로(500)와 동일한 제 1 높이(h1)를 가질 수 있다. 제 1 부분(120)은 입력 스타 커플러(200)에서 입력 도파로(500)를 향하는 방향으로 테이퍼질 수 있다.
제 2 부분(140)은 제 1 부분(120) 내에 형성될 수 있다. 제 2 부분(140)은 제 1 높이(h1)보다 낮은 제 2 높이(h2)를 가질 수 있다. 제 2 부분(140)은 입력 스타 커플러(200)에서 입력 도파로(500)를 향하는 방향으로 테이퍼질 수 있다. 도 6을 참조하면, 제 2 부분(140)은 제 1 부분(120)보다 높이가 낮으므로 제 1 부분(120)보다 유효굴절률이 작을 수 있다. 따라서, 빛이 이중 테이퍼 구조(100)에 입사되면 유효굴절률이 큰 제 1 부분(120)으로 빛이 퍼지게 되고, 도 7과 같이 입사된 가우시안 모양의 모드(a)는 플랫 톱 모양의 모드(b)로 변할 수 있다. 이에 따라, 이중 테이퍼 구조(100)는 도파로의 일정한 범위에서 세기가 균일한 빛을 출력할 수 있다.
다시 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시 예에서 이중 테이퍼 구조(100)는 실리콘(Si)이고, 제 1 부분(120)의 높이(h1)는 220nm일 수 있다. 테이퍼구조의 제 1 부분(120)의 안쪽을 테이퍼 모양으로 식각하여 제 2 부분(140)을 형성할 수 있다. 이 때, 식각 깊이(즉, h1-h2)가 20nm 내지 50nm 보다 작을 수 있다. 빛이 진행하는 과정에서 식각된 테이퍼모양의 구조물에 의한 산란을 최소화 하기 위해 식각 깊이는 가능한 얇게 할 수 있다.
이중 테이퍼 구조(100)는 제 1 영역(160) 및 제 2 영역(180)을 가질 수 있다. 제 1 영역(160)은 입력 도파로(500)에 인접할 수 있고, 제 2 영역(180)은 입력 스타 커플러(200)에 인접할 수 있다. 제 2 부분(120)은 사다리꼴 모양을 가질 수 있다. 제 2 부분(120) 중 입력 도파로(500)와 인접하는 부분은 모서리가 직선형일 수 있다. 제 2 부분(120)은 제 2 영역(180)에서 제 1 영역(160)을 향하는 방향으로 테이퍼질 수 있다.
이중 테이퍼 구조(100)의 상하부를 덮는 클래드층(190)이 제공될 수 있다. 클래드층(190)은 이중 테이퍼 구조(100)보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들면, 클래드층(190)은 실리콘 산화막(SiO2)일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플랫 톱 모드를 나타내는 그래프이고, 도 9는 도 8의 플랫 톱 모드의 균일성을 나타내는 그래프이다.
플랫 톱 모드의 균일성을 판단하기 위해 이중 테이퍼 구조(도 4의 100)의 가운데 너비(Wc) 1μm 에서 출력되는 빛의 세기 변화를 관찰하였다. Wc는 이중 테이퍼 구조(도 4의 100)의 중심선에서 좌우 0.5 μm 의 너비를 나타낸다. 제 2 부분(140)의 길이를 L1으로 정의하고, 제 1 부분(120)을 L2로 정의하고, L1을 변화시키면서 이중 테이퍼 구조(100)에서 출력되는 빛의 세기 변화를 관찰하였다. L2는 L1보다 2 ? 만큼 길다. 이중 테이퍼 구조(100)의 높이(h1)는 220nm이고, 입력 도파로(500)의 너비(Wi)는 0.5 μm 이고, 제 2 영역(180)에서 제 1 부분(120)의 너비(Wt)는 2.2μm 이었다. 이 때, 제 2 부분(140)은 제 1 부분(120) 보다 높이(즉, h1-h2)가 20nm 낮게 제공되었다.
도 9를 참조하면, L1이 15μm 이상일 때, 플랫 톱 모드가 균일성을 가질 수 있다. L1이 15μm 이상일 때, 출력되는 빛의 세기의 최대값과 최소값의 차이(균일성)가 0.3dB 이하일 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플랫 톱 모드를 나타내는 그래프이다.
도 10 및 도 4를 참조하면, L1을 18μm 로 고정시키고, 이중 테이퍼 구조(100)의 제 2 영역(180)에서의 제 1 부분(120) 및 제 2 부분(140)의 너비(Wt, Ws)를 변화시키면서, 출력되는 플랫 톱 모드를 관찰하였다. 제 2 영역(180)에서 제 1 부분(120)의 너비는 Wt, 제 2 영역(180)에서 제 2 부분(140)의 너비는 Ws로 정의할 수 있다. W1dB는 이중 테이퍼 구조(100)에서 출력되는 빛의 세기의 최대값과 최소값의 차이가 1dB의 균일성을 갖는 영역의 폭을 의미한다. 이중 테이퍼 구조(100)는 실리콘(Si)이고, 제 1 부분(120)의 높이(h1)는 220nm이고, 입력 도파로(500)의 너비(Wi)는 0.5 μm 이고, 제 2 부분(140)은 제 1 부분(120)보다 높이(즉, h1-h2)가 20nm 낮게 제공되었다.
Wt가 1.75μm , 2.0μm , 2.2μm 및 2.5μm 일 때, Ws를 변화시켜가면서 W1dB가 최대가 되는 조건을 측정하였다. W1dB가 최대가 되는 조건은 Ws/Wt가 각각 0.6/ 1.75, 0.8/2.0, 0.8/2.2, 1.2/2.5로 나타났다(각각, a, b, c 및 d로 표시한다). 즉, Ws는 Wt의 30% 내지 50%일 수 있다. W1dB가 최대가 되는 Ws와 Wt값으로 이중 테이퍼 구조(100)의 절단면 I-I'와 빛의 세기(dB)의 그래프로 나타내면 도 11과 같은 플랫 톱 모드가 나타난다. 이에 따라, 이중 테이퍼 구조(100)는 각각의 Wt에 대하여 최적의 플랫 톱 모드가 출력되는 Ws가 존재함을 알 수 있다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이중 테이퍼 구조를 나타내는 사시도이다.
도 12를 참조하면, 평면적인 관점에서, 제 1 영역(160)에서 제 2 부분(120)은 모서리가 라운드질 수 있다. 즉, 제 2 영역(180)에서 제 2 부분(120)은 입력 스타 커플러(200)와 접촉하는 변이 직선일 수 있다. 도 13을 참조하면, 평면적인 관점에서, 제 1 영역(160)에서 제 2 부분(120)은 하나의 꼭지점을 가지도록 테이퍼질 수 있다. 제 2 영역(180)에서 제 2 부분(120)은 입력 스타 커플러(200)와 접촉하는 변이 직선일 수 있다. 제 2 부분(120) 전체는 삼각형 모양을 가질 수 있다. 도 14를 참조하면, 평면적인 관점에서, 제 2 영역(180)에서 제 2 부분(120)의 모서리는 요철모양 또는 톱니모양을 가질 수 있다.
상술한 바와 달리, 제 2 영역(180)에서 제 1 영역(160)으로 연장되는 제 2 부분(140)의 형상이 테이퍼진 형상이면, 제 1 영역(160)과 제 2 영역(180)에서 제 2 부분(140)의 형상은 제한이 없을 수 있다.

Claims (18)

  1. 입력 도파로;
    상기 입력 도파로와 연결되는 이중 테이퍼 구조; 및
    상기 이중 테이퍼 구조와 연결되는 입력 스타 커플러를 포함하고,
    상기 이중 테이퍼 구조는:
    상기 입력 도파로 및 상기 입력 스타 커플러와 동일한 제 1 높이를 갖는 제 1 부분; 및
    평면적으로 보아, 상기 제 1 부분 내에 형성되며, 상기 제 1 높이보다 낮은 제 2 높이를 갖고 상기 입력 스타 커플러에서 상기 입력 도파로를 향하는 방향으로 테이퍼진 제 2 부분을 포함하는 평탄한 모드 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 상기 제 2 부분보다 유효굴절률이 큰 평탄한 모드 발생 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    평면적으로 보아, 상기 제 2 부분은 사다리꼴 모양을 가지는 평탄한 모드 발생 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    평면적으로 보아, 상기 제 2 부분은 삼각형 모양을 가지는 평탄한 모드 발생 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    평면적으로 보아, 상기 제 2 부분은 상기 입력 도파로와 인접하는 부분의 모서리가 라운드진 평탄한 모드 발생 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    평면적으로 보아, 상기 제 2 부분은 상기 입력 스타 커플러와 인접하는 부분이 요철구조 또는 톱니모양을 가지는 평탄한 모드 발생 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 부분의 높이는 220nm이고,
    상기 입력 스타 커플러와 인접하는 부분에서, 상기 제 2 부분의 너비는 상기 제 1 부분의 너비의 30% 내지 50%인 평탄한 모드 발생 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분의 높이는 220nm이고,
    상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분 보다 높이가 20nm 내지 50nm 낮은 평탄한 모드 발생 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 부분의 길이는 15 μm이상인 평탄한 모드 발생 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    평면적으로 보아, 상기 제 1 부분은 상기 입력 스타 커플러에서 상기 입력 도파로를 향하는 방향으로 테이퍼진 평탄한 모드 발생 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 도파로, 상기 이중 테이퍼 구조 및 상기 슬랩 도파로를 덮는 클래드층을 더 포함하는 평탄한 모드 발생 장치.
  12. 입력 스타 커플러;
    입력 도파로와 연결되고, 상기 입력 스타 커플러의 일단에 제공되는 이중 테이퍼 구조;
    상기 입력 스타 커플러에 인접하여 배치된 출력 스타 커플러; 및
    상기 출력 스타 커플러와 상기 입력 스타 커플러를 연결하는 복수개의 배열 도파로들을 구비한 배열 도파로 구조체를 포함하고,
    상기 이중 테이퍼 구조는:
    상기 입력 도파로 및 상기 입력 스타 커플러와 동일한 제 1 높이를 갖는 제 1 부분; 및
    평면적으로 보아, 상기 제 1 부분 내에 형성되며, 상기 제 1 높이보다 낮은 제 2 높이를 갖고 상기 입력 스타 커플러에서 상기 입력 도파로를 향하는 방향으로 테이퍼진 제 2 부분을 포함하는 배열 도파로 격자.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 이중 테이퍼 구조는:
    상기 입력 도파로와 인접하는 제 1 영역; 및
    상기 입력 스타 커플러와 인접하는 제 2 영역을 포함하는 배열 도파로 격자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    평면적으로 보아, 상기 제 1 영역에서 상기 제 2 부분은 모서리는 직선형인 배열 도파로 격자.
  15. 제 13 항에 있어서,
    평면적으로 보아, 상기 제 1 영역에서 상기 제 2 부분은 모서리가 라운드진 배열 도파로 격자.
  16. 제 13 항에 있어서,
    평면적으로 보아, 상기 제 1 영역에서 상기 제 2 부분은 하나의 꼭지점을 가지도록 테이퍼진 배열 도파로 격자.
  17. 제 13 항에 있어서,
    평면적으로 보아, 상기 제 2 영역에서 상기 제 2 부분의 모서리는 직선형인 요철모양 또는 톱니모양을 가지는 배열 도파로 격자.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 부분의 높이는 220nm이고,
    상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분 보다 높이가 20nm 내지 50nm 낮은 배열 도파로 격자.


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