KR20160094537A - 파장 결합 장치 및 이를 구비한 배열 도파로 격자 - Google Patents

파장 결합 장치 및 이를 구비한 배열 도파로 격자 Download PDF

Info

Publication number
KR20160094537A
KR20160094537A KR1020150015277A KR20150015277A KR20160094537A KR 20160094537 A KR20160094537 A KR 20160094537A KR 1020150015277 A KR1020150015277 A KR 1020150015277A KR 20150015277 A KR20150015277 A KR 20150015277A KR 20160094537 A KR20160094537 A KR 20160094537A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waveguide
lip
output
waveguides
output waveguide
Prior art date
Application number
KR1020150015277A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102290188B1 (ko
Inventor
박재규
곽명준
김경옥
주지호
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020150015277A priority Critical patent/KR102290188B1/ko
Priority to US14/826,869 priority patent/US9507087B2/en
Publication of KR20160094537A publication Critical patent/KR20160094537A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102290188B1 publication Critical patent/KR102290188B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12014—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the wavefront splitting or combining section, e.g. grooves or optical elements in a slab waveguide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12004—Combinations of two or more optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12016—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the input or output waveguides, e.g. tapered waveguide ends, coupled together pairs of output waveguides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12026—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by means for reducing the temperature dependence
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/125—Bends, branchings or intersections
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12097—Ridge, rib or the like

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 파장 결합 장치를 제공한다. 파장 결합 장치는 슬랩 도파로, 상기 슬랩 도파로에서 제 1 방향으로 연장되는 출력 도파로 및 상기 출력 도파로와 옆으로 이격되고, 상기 슬랩 도파로에서 상기 제 1 방향으로 연장되는 적어도 하나의 립 도파로를 포함하고, 상기 립 도파로는 상기 제 1 방향으로 테이퍼진다.

Description

파장 결합 장치 및 이를 구비한 배열 도파로 격자{Wavelength combiner unit and arrayed waveguide grating having the same}
본 발명은 파장 결합 장치 및 이를 구비한 배열 도파로 격자에 관한 것으로, 구체적으로 립 도파로를 구비한 파장 결합 장치 및 이를 구비한 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 다수의 파장을 하나의 도파로에 단일 모드로 광 결합시킬 수 있는 파장 결합 장치 및 이를 구비한 배열 도파로 격자를 제공하는 것이다.
본 발명은 파장 결합 장치를 제공한다. 파장 결합 장치는 슬랩 도파로, 상기 슬랩 도파로에서 제 1 방향으로 연장되는 출력 도파로 및 상기 출력 도파로와 옆으로 이격되고, 상기 슬랩 도파로에서 상기 제 1 방향으로 연장되는 적어도 하나의 립 도파로를 포함하고, 상기 립 도파로는 상기 제 1 방향으로 테이퍼진다.
일 예에 의하여, 상기 립 도파로는 복수개로 제공되고, 상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 서로 다른 갯수로 배치된다.
일 예에 의하여, 상기 출력 도파로의 일측에 배치되는 상기 립 도파로들은 상기 제 1 방향으로 연장되는 길이가 서로 상이하다.
일 예에 의하여, 상기 립 도파로는 복수개로 제공되고, 상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 대칭되게 배치된다.
일 예에 의하여, 상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 동일한 개수로 제공되고, 상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로에 인접할수록 상기 제 1 방향으로 연장되는 길이가 긴 도파로가 배치된다.
일 예에 의하여, 상기 립 도파로와 상기 출력 도파로가 인접하는 면은 플랫하게 연장되고, 상기 립 도파로의 나머지 일면은 테이퍼진다.
일 예에 의하여, 상기 출력 도파로 및 상기 립 도파로는 높이가 0.22?m인 실리콘이고, 상기 립 도파로의 길이는 40?m이고, 상기 출력 도파로와 상기 립 도파로의 식각높이는 0.15?m이고, 상기 출력 도파로와 상기 보조도파로간의 이격거리는 0.2?m이다.
일 예에 의하여, 상기 립 도파로는 상기 제 1 방향으로 연장되는 직선부 및 상기 직선부와 연결되고 상기 제 1 방향으로 테이퍼진 테이퍼부를 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 출력 도파로 및 상기 립 도파로는 높이가 0.22?m인 실리콘이고, 상기 테이퍼부의 길이는 40?m이고, 상기 출력 도파로와 상기 립 도파로의 식각높이는 0.15?m이고, 상기 출력 도파로와 상기 보조도파로간의 이격거리는 0.2?m이다.
일 예에 의하여, 상기 테이퍼부와 상기 출력 도파로가 인접하는 면은 플랫하게 연장되고, 상기 테이퍼부의 나머지 일면은 상기 출력 도파로를 향하는 방향으로 테이퍼진다.
일 예에 의하여, 상기 립 도파로는 상기 출력 도파로 보다 연장되는 길이가 짧다.
본 발명은 배열 도파로 격자를 제공한다. 배열 도파로 격자는 배열 도파로, 상기 배열 도파로의 일단에 연결되는 입력 커플러 및 상기 배열 도파로의 타단에 연결되는 출력 커플러, 상기 입력 커플러 및 출력 커플러들을 연결하는 배열 도파로들을 포함하되, 상기 출력 커플러는 슬랩 도파로, 상기 슬랩 도파로에서 제1 방향으로 연장되는 복수개의 출력 도파로들 및 각각의 상기 출력 도파로들과 옆으로 이격되고, 상기 제1 방향으로 테이퍼진 적어도 하나의 립 도파로를 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 립 도파로는 복수개로 제공되고, 상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 서로 다른 갯수로 배치된다.
일 예에 의하여, 상기 출력 도파로의 일측에 배치되는 상기 립 도파로들은 상기 제 1 방향으로 연장되는 길이가 서로 상이하다.
일 예에 의하여, 상기 립 도파로는 복수개로 제공되고, 상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 대칭되게 배치된다.
일 예에 의하여, 상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 동일한 개수로 제공되고, 상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로에 인접할수록 상기 제 1 방향으로 연장되는 길이가 긴 도파로가 배치된다.
일 예에 의하여, 상기 립 도파로는 상기 제 1 방향으로 연장되는 직선부 및 상기 직선부와 연결되고 상기 제 1 방향으로 테이퍼진 테이퍼부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다수의 파장을 하나의 도파로에 단일 모드로 광 결합시킬 수 있고, 이에 따라 플랫 톱 모드의 파장을 출력할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배열 도파로 격자를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 A를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 파장 결합 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 I-I'를 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파장 결합 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 파장 결합 장치를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 파장 결합 장치를 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다수의 파장 결합 장치에 의해 출력되는 파장들을 나타내는 그래프이다.
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 A를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배열 도파로 격자(1000)는 입력 스타 커플러(100), 출력 스타 커플러(200), 배열 도파로 구조체(300) 및 파장 결합 장치(10)를 포함할 수 있다. 배열 도파로 구조체(300)의 일단에 입력 커플러(100)가 배치될 수 있고, 배열 도파로 구조체(300)의 타단에는 출력 스타 커플러(200)가 배치될 수 있다. 입력 스타 커플러(100)와 출력 스타 커플러(200)는 서로 인접하여 배치될 수 있다. 입력 스타 커플러(100)는 배열 도파로 구조체(300)에 광을 제공할 수 있다.
파장 결합 장치(10)는 슬랩 도파로(210), 출력 도파로(500) 및 립 도파로(600)를 포함할 수 있다. 슬랩 도파로(210)는 배열 도파로 구조체(300)로부터 전달된 신호를 출력 도파로(500) 및 립 도파로(600)에 전달할 수 있다.
배열 도파로 구조체(300)는 복수개의 배열 도파로(310)를 포함할 수 있다. 배열 도파로들(310) 각각의 길이는 다를 수 있다. 배열 도파로들(310)은 입력 스타 커플러(100)와 출력 스타 커플러(200) 사이에 연결될 수 있다. 배열 도파로들(310)은 굽을 수 있다. 예를 들어, 배열 도파로들(310)은 "U"모양으로 굽을 수 있다. 배열 도파로들(310) 서로간에 길이 차(length difference)가 발생될 수 있고, 배열 도파로 구조체(300)는 회절 격자로서 기능할 수 있다. 때문에, 배열 도파로들(310)로부터 출력되는 광 신호는 그의 파장에 따라 서로 다른 위치에 집중(focusing) 될 수 있다.
입력 도파로(400)는 입력 스타 커플러(100)에 광을 제공할 수 있다. 출력 스타 커플러(200)의 일측에 배열 도파로(310)가 연결될 수 있고, 출력 스타 커플러(200)의 타측에 출력 도파로들(500)이 연결될 수 있다. 출력 스타 커플러(200)는 광 신호를 파장 별로 분리하여(demultiplexing) 출력 도파로들(500)에 출력할 수 있다. 여러 파장의 광 신호들이 출력 도파로(500)에 입사될 경우, 입력 도파로(400)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 파장 결합 장치를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 I-I'를 절단한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 파장 결합 장치(10)는 슬랩 도파로(210), 출력 도파로(500) 및 립 도파로들(600)을 포함할 수 있다. 출력 도파로(500) 및 립 도파로들(600)은 슬랩 도파로(210)에서 제 1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 제 1 방향(D1)은 슬랩 도파로(210)에서 출력 도파로(500)를 향하는 방향이다. 립 도파로들(600)은 출력 도파로(500)보다 제 1 방향(D1)으로 연장되는 길이가 짧을 수 있다. 립 도파로들(600)은 적어도 하나 이상 제공될 수 있고, 출력 도파로(500)의 양측에 대칭되게 배치될 수 있다. 립 도파로들(600) 각각은 제 1 방향(D1)으로 동일한 너비로 연장되는 직선부(620) 및 직선부(620)와 연결되고 제 1 방향(D1)으로 테이퍼진 테이퍼부(640)를 포함할 수 있다. 테이퍼부(640)는 출력 도파로(500)가 인접하는 면은 플랫하게 연장될 수 있고, 테이퍼부(640)의 나머지 일면은 테이퍼질 수 있다. 이 때, 테이퍼부(640)의 길이는 d1이고, 립 도파로들(600) 각각의 너비는 d2이고, 출력 도파로(500)와 립 도파로(600) 사이의 이격거리는 d3이고, 출력 도파로(500)와 립 도파로(600)의 식각높이는 d4이다. 출력 도파로(500)와 립 도파로들(600)의 식각높이(d4)는 동일할 수 있다.
파장 결합 장치(10)는 출력 도파로(500)와 립 도파로(600) 간의 이격거리(d3) 및 출력 도파로(500)와 립 도파로(600)의 식각높이(d4)를 조절하여 출력되는 다수의 파장을 단일 모드로 변환시킬 수 있다. 출력 도파로(500)와 립 도파로(600)의 식각높이(d4)가 일정수준보다 높으면 출력 도파로(500)와 립 도파로(600) 사이에서 광이 이동할 수 없다. 또한, 출력 도파로(500)와 립 도파로(600) 간의 이격거리(d3)가 일정수준보다 넓으면 출력 도파로(500)와 립 도파로(600) 사이에서 광이 이동할 수 없다. 따라서, 출력 도파로(500)와 립 도파로(600)의 식각높이(d4)가 높은 경우 출력 도파로(500)와 립 도파로(600) 간의 이격거리(d3)를 줄이고, 출력 도파로(500)와 립 도파로(600) 간의 이격거리(d3)가 넓으면 출력 도파로(500)와 립 도파로(600)의 식각높이(d4)를 줄여서 출력 도파로(500)와 립 도파로(600) 사이에서 광을 이동시킬 수 있다.
또한, 출력 도파로(500)와 립 도파로(600)의 식각높이(d4) 일정수준보다 낮은 경우, 출력 도파로(500)와 립 도파로(600)를 이동하는 광이 결합하지 못하고 퍼지는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 출력 도파로(500)와 립 도파로(600)는 일정수준 이상의 식각높이(d4)여야 한다.
립 도파로들(600)에 전달된 광은 테이퍼부(640)를 통과하면서 출력 도파로(500)로 전달될 수 있다. 테이퍼부(640)의 너비(W1)가 충분히 작아지면 광이 더 이상 진행할 수 없고, 굴절률이 큰 출력 도파로(500)로 이동할 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 파장을 갖는 복수개의 광들이 하나의 모드를 갖는 광으로 결합될 수 있고, 결합된 파장은 플랫 톱 모양을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 파장 결합 장치를 나타내는 도면들이다.
도 5를 참조하면, 파장 결합 장치(10)의 립 도파로들(600)은 슬랩 도파로(210)에서 제 1 방향(D1)으로 테이퍼질 수 있다. 립 도파로(600)는 출력 도파로(500)가 인접하는 면은 플랫하게 연장될 수 있고, 대향하는 나머지 일면은 테이퍼질 수 있다.
립 도파로들(600)에 전달된 광은 립 도파로(600)를 통과하면서 출력 도파로(500)로 전달될 수 있다. 립 도파로들(600) 각각의 너비(W2)가 충분히 작아지면 파장이 더 이상 진행할 수 없고, 굴절률이 큰 출력 도파로(500)로 이동할 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 파장을 갖는 복수개의 광들이 하나의 모드를 갖는 광으로 결합될 수 있고, 결합된 파장은 플랫 톱 모양을 가질 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예들에 따른 파장 결합 장치를 나타내는 도면들이다.
도 6을 참조하면, 립 도파로들(600)은 복수개로 제공될 수 있고, 립 도파로들(600)은 출력 도파로(500)의 양측에 서로 다른 갯수로 배치될 수 있다. 본 실시 예에서는 립 도파로들(600)은 제 1 립 도파로(600a), 제 2 립 도파로(600b) 및 제 3 립 도파로(600c)를 포함할 수 있다. 출력 도파로(500)의 일측에 제 1 립 도파로(600a) 및 제 2 립 도파로(600b)가 배치될 수 있고, 타측에는 제 3 립 도파로(600c)가 배치될 수 있다. 제 1 립 도파로(600a)는 제 2 립 도파로(600b) 보다 길이가 길 수 있다. 제 1 립 도파로(600a)와 제 3 립 도파로(600c)는 길이가 서로 동일할 수 있다.
제 1 립 도파로(600a)에는 λ1의 파장의 광이 이동할 수 있고, 제 2 립 도파로(600b)에는 λ2의 파장의 광이 이동할 수 있고, 출력 도파로(500)에는 λ3의 파장의 광이 이동할 수 있고, 제 3 립 도파로(600c)에는 λ4의 파장의 광이 이동할 수 있다. 제 1 방향(D1)으로 λ1의 파장의 광이 이동하다가 제 1 립 도파로(600a)의 너비가 줄어들면 λ1의 파장의 광은 제 2 립 도파로(600b)로 이동할 수 있다. 제 2 립 도파로(600b)를 진행하는 λ2의 파장의 광과 λ1의 파장의 광이 결합할 수 있다. λ1의 파장의 광과 λ2의 파장의 광이 결합하여 제 2 립 도파로(600b)의 너비가 줄어들면 λ1의 파장의 광과 λ2의 파장의 광은 출력 도파로(500)로 이동할 수 있다. 이 때, 제 3 립 도파로(600c)를 이동하던 λ4의 파장의 광이 출력 도파로(500)로 이동하여 λ3의 파장의 광과 결합할 수 있다. 따라서, 출력 도파로(500)에는 λ1, λ2, λ3 및 λ4가 결합된 파장의 광이 이동할 수 있다. 즉, 출력 도파로(500)에는 단일 모드 광이 이동할 수 있다.
도 7을 참조하면, 립 도파로들(600)은 복수개로 제공될 수 있고, 립 도파로들(600)은 출력 도파로(500)의 양측에 동일한 갯수로 대칭되게 배치될 수 있다. 립 도파로들(600)은 출력 도파로(500)에 인접할수록 제 1 방향(D1)으로 연장되는 길이가 긴 도파로가 배치될 수 있다. 본 실시 예에서는 립 도파로들(600)은 제 1 립 도파로(600a), 제 2 립 도파로(600b), 제 3 립 도파로(600c) 및 제 4 립 도파로(600d)를 포함할 수 있다. 출력 도파로(500)의 일측에 제 1 립 도파로(600a) 및 제 2 립 도파로(600b)가 배치될 수 있고, 타측에는 제 3 립 도파로(600c) 제 4 립 도파로(600d)가 배치될 수 있다. 제 1 립 도파로(600a)와 제 4 립 도파로(600d)는 제 1 방향(D1)으로 연장되는 길이가 동일할 수 있다. 제 2 립 도파로(600b)와 제 3 립 도파로(600c)는 제 1 방향(D1)으로 연장되는 길이가 동일할 수 있다. 제 2 립 도파로(600b)와 제 3 립 도파로(600c)는 제 1 립 도파로(600a)와 제 4 립 도파로(600d) 보다 제 1 방향(D1)으로 연장되는 길이가 길수 있다.
제 1 립 도파로(600a)에는 λ1의 파장의 광이 이동할 수 있고, 제 2 립 도파로(600b)에는 λ2의 파장의 광이 이동할 수 있고, 출력 도파로(500)에는 λ3의 파장의 광이 이동할 수 있고, 제 3 립 도파로(600c)에는 λ4의 파장의 광이 이동할 수 있고, 제 4 립 도파로(600d)에는 λ5의 파장의 광이 이동할 수 있다. 제 1 방향(D1)으로 λ1의 파장의 광이 이동하다가 제 1 립 도파로(600a)의 너비가 줄어들면 λ1의 파장의 광은 제 2 립 도파로(600b)로 이동할 수 있다. 제 2 립 도파로(600b)를 진행하는 λ2의 파장의 광과 λ1의 파장의 광이 결합할 수 있다. λ1의 파장의 광과 λ2의 파장의 광이 결합하여 제 2 립 도파로(600b)의 너비가 줄어들면 λ1의 파장의 광과 λ2의 파장의 광은 출력 도파로(500)로 이동할 수 있다. 제 3 립 도파로(600c)와 제 4 립 도파로(600d)를 진행하는 λ3의 파장의 광과 λ4의 파장의 광도 출력 도파로(500)로 이동할 수 있다. 따라서, 출력 도파로(500)에는 λ1, λ2, λ3, λ4 및 λ5가 결합된 파장의 광이 이동할 수 있다. 즉, 출력 도파로(500)에는 단일 모드 광이 이동할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다수의 파장 결합 장치에 의해 출력되는 파장들을 나타내는 그래프이다. x축은 빛의 파장이고, y축은 광의 세기이다.
도 3, 도 4 및 도 8을 참조하면, d1은 40μm이고, d2는 0.5μm이고, d3는 0.2μm이고, d4는 0.15μm일 수 있다. 출력 도파로(500) 및 립 도파로(600)의 높이는 0.22μm일 수 있다. 본 실시 예에서는 4개의 출력 도파로(500)가 제공될 수 있고, 각각의 출력 도파로(500)에 2개의 립 도파로(600)가 제공될 수 있다. 하나의 출력 도파로(500)에 λ1의 파장의 광이 입력될 수 있고, 출력 도파로(500)와 이격되게 배치된 2개의 립 도파로(600)에 λ1', λ''??의 파장의 광이 입력될 수 있다. 각각의 립 도파로(600)를 따라 이동하는 λ1', λ1''의 파장의 광은 출력 도파로(500)로 이동될 수 있다. 따라서, 하나의 출력 도파로(500)에는 λ1, λ1'및 λ1''의 파장의 광이 결합된 λ11의 단일 모드 광이 이동될 수 있다. 다른 출력 도파로(500)에서도 각각의 립 도파로(600)를 따라 이동하는 광이 출력 도파로(500)로 이동될 수 있다. 출력되는 파장은 그래프와 같이 플랫 톱 모양을 가질 수 있다.

Claims (17)

  1. 슬랩 도파로;
    상기 슬랩 도파로에서 제 1 방향으로 연장되는 출력 도파로; 및
    상기 출력 도파로와 옆으로 이격되고, 상기 슬랩 도파로에서 상기 제 1 방향으로 연장되는 적어도 하나의 립 도파로를 포함하고,
    상기 립 도파로는 상기 제 1 방향으로 테이퍼진 파장 결합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 립 도파로는 복수개로 제공되고,
    상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 서로 다른 갯수로 배치되는 파장 결합 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 출력 도파로의 일측에 배치되는 상기 립 도파로들은 상기 제 1 방향으로 연장되는 길이가 서로 상이한 파장 결합 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 립 도파로는 복수개로 제공되고,
    상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 대칭되게 배치되는 파장 결합 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 동일한 개수로 제공되고,
    상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로에 인접할수록 상기 제 1 방향으로 연장되는 길이가 긴 도파로가 배치되는 파장 결합 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 립 도파로와 상기 출력 도파로가 인접하는 면은 플랫하게 연장되고, 상기 립 도파로의 나머지 일면은 테이퍼진 파장 결합 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 도파로 및 상기 립 도파로는 높이가 0.22μm인 실리콘이고,
    상기 립 도파로의 길이는 40μm이고, 상기 출력 도파로와 상기 립 도파로의 높이는 0.15μm이고, 상기 출력 도파로와 상기 보조도파로간의 이격거리는 0.2μm인 파장 결합 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 립 도파로는:
    상기 제 1 방향으로 연장되는 직선부; 및
    상기 직선부와 연결되고 상기 제 1 방향으로 테이퍼진 테이퍼부를 포함하는 파장 결합 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 출력 도파로 및 상기 립 도파로는 높이가 0.22μm인 실리콘이고,
    상기 테이퍼부의 길이는 40μm이고, 상기 출력 도파로와 상기 립 도파로의 식각높이는 0.15μm이고, 상기 출력 도파로와 상기 보조도파로간의 이격거리는 0.2μm인 파장 결합 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 테이퍼부와 상기 출력 도파로가 인접하는 면은 플랫하게 연장되고, 상기 테이퍼부의 나머지 일면은 상기 출력 도파로를 향하는 방향으로 테이퍼진 파장 결합 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 립 도파로는 상기 출력 도파로 보다 연장되는 길이가 짧은 파장 결합 장치.
  12. 배열 도파로;
    상기 배열 도파로의 일단에 연결되는 입력 스타 커플러; 및
    상기 배열 도파로의 타단에 연결되는 출력 스타 커플러;
    상기 입력 스타 커플러 및 출력 스타 커플러를 연결하는 배열 도파로들을 포함하되,
    상기 출력 스타 커플러는:
    슬랩 도파로;
    상기 슬랩 도파로에서 제1 방향으로 연장되는 복수개의 출력 도파로들; 및
    각각의 상기 출력 도파로들과 옆으로 이격되고, 상기 제1 방향으로 테이퍼진 적어도 하나의 립 도파로를 포함하는 배열 도파로 격자.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 립 도파로는 복수개로 제공되고,
    상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 서로 다른 갯수로 배치되는 배열 도파로 격자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 출력 도파로의 일측에 배치되는 상기 립 도파로들은 상기 제 1 방향으로 연장되는 길이가 서로 상이한 배열 도파로 격자.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 립 도파로는 복수개로 제공되고,
    상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 대칭되게 배치되는 배열 도파로 격자.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로의 양측에 동일한 개수로 제공되고,
    상기 립 도파로들은 상기 출력 도파로에 인접할수록 상기 제 1 방향으로 연장되는 길이가 긴 도파로가 배치되는 배열 도파로 격자.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 립 도파로는:
    상기 제 1 방향으로 연장되는 직선부; 및
    상기 직선부와 연결되고 상기 제 1 방향으로 테이퍼진 테이퍼부를 포함하는 배열 도파로 격자.

KR1020150015277A 2015-01-30 2015-01-30 파장 결합 장치 및 이를 구비한 배열 도파로 격자 KR102290188B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150015277A KR102290188B1 (ko) 2015-01-30 2015-01-30 파장 결합 장치 및 이를 구비한 배열 도파로 격자
US14/826,869 US9507087B2 (en) 2015-01-30 2015-08-14 Wavelength combiner unit and arrayed waveguide grating having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150015277A KR102290188B1 (ko) 2015-01-30 2015-01-30 파장 결합 장치 및 이를 구비한 배열 도파로 격자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160094537A true KR20160094537A (ko) 2016-08-10
KR102290188B1 KR102290188B1 (ko) 2021-08-20

Family

ID=56554132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150015277A KR102290188B1 (ko) 2015-01-30 2015-01-30 파장 결합 장치 및 이를 구비한 배열 도파로 격자

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9507087B2 (ko)
KR (1) KR102290188B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111226147B (zh) * 2017-08-03 2021-08-17 菲尼萨公司 中阶梯光栅复用器或解复用器
CN112327409B (zh) * 2020-11-19 2021-09-07 西南交通大学 一种低串扰的硅基阵列波导光栅

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1073730A (ja) * 1996-07-17 1998-03-17 Lucent Technol Inc 光学装置
JP2001508551A (ja) * 1996-08-08 2001-06-26 デビッド ジェイ インスタンス リミテッド 自己接着性ラベルとその製造
JP2003149473A (ja) * 2001-11-14 2003-05-21 Fujitsu Ltd 導波路型光デバイス
JP2003519403A (ja) * 2000-01-07 2003-06-17 ブックハム テクノロジー ピーエルシー 光マルチプレクサ／デマルチプレクサ
US20040264857A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Lucent Technologies Inc. Arrayed waveguide gratings with improved transmission efficiency
KR20120095694A (ko) * 2011-02-21 2012-08-29 한국전자통신연구원 펌프광 결합장치 및 그를 구비한 능동 광모듈

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4557553A (en) * 1981-11-02 1985-12-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of wavelength multiplexing in fused single-mode fiber couplers
US5195162A (en) * 1987-12-16 1993-03-16 General Motors Corporation Planar polymer light guide methods and apparatus
US5173747A (en) * 1990-09-20 1992-12-22 Battelle Memorial Institute Integrated optical directional-coupling refractometer apparatus
US5333000A (en) * 1992-04-03 1994-07-26 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Coherent optical monolithic phased-array antenna steering system
US5563970A (en) * 1995-02-08 1996-10-08 Northern Telecom Limited Taper shapes for ultralow sidelobe levels in directional coupler filters
US5559912A (en) * 1995-09-15 1996-09-24 International Business Machines Corporation Wavelength-selective devices using silicon-on-insulator
JP2001508554A (ja) * 1996-12-31 2001-06-26 コーニング インコーポレイテッド 多層ファイバを備えた光カプラ
US6462349B1 (en) * 1999-09-28 2002-10-08 Terastor Corporation Measuring spacing between two surfaces via evanescent coupling
US6236781B1 (en) * 1999-09-30 2001-05-22 Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp. Duplicated-port waveguide grating router having substantially flat passbands
EP1148362A1 (en) * 2000-04-20 2001-10-24 JDS Uniphase Inc. Arrayed waveguide grating having a reflective input coupling
US7315697B2 (en) * 2000-09-26 2008-01-01 Celight, Inc. Light source for generating an output signal having spaced apart frequencies
JP4143257B2 (ja) * 2000-12-06 2008-09-03 日本電気株式会社 アレイ導波路格子およびアレイ導波路格子モジュール
KR100390330B1 (ko) * 2001-08-17 2003-07-04 한국전자통신연구원 광 스위칭 소자
JP2003172830A (ja) * 2001-12-04 2003-06-20 Fujitsu Ltd 光合分波器
US7609918B2 (en) * 2002-05-28 2009-10-27 Optun (Bvi) Ltd. Method and apparatus for optical mode division multiplexing and demultiplexing
US6950581B2 (en) * 2002-07-22 2005-09-27 Intel Corporation Optical coupler apparatus and methods having reduced geometry sensitivity
KR20060018827A (ko) * 2003-04-28 2006-03-02 시옵티컬 인코포레이티드 프리즘-결합된 ｓｏｉ-기반 광 시스템들의 파장 민감도를감소시키기 위한 장치들
TWM276207U (en) * 2004-10-01 2005-09-21 Hung-Jr Lu Array waveguide grating device
US7403688B2 (en) * 2004-12-16 2008-07-22 University Of Rochester Method and optical fiber device for production of low noise continuum
US7515790B2 (en) * 2006-11-09 2009-04-07 Electronics And Telecommunications Research Institute Two-dimensional planar photonic crystal superprism device and method of manufacturing the same
US8086105B2 (en) * 2007-12-14 2011-12-27 Electronics And Telecommunications Research Institute Wavelength division multiplexer/demultiplexer having flat wavelength response
US8189972B2 (en) * 2009-03-31 2012-05-29 Infinera Corporation Optical mode coupler
CA2822685C (en) * 2010-12-29 2017-07-04 Socpra Sciences Et Genie S.E.C. Low loss directional coupling between highly dissimilar optical waveguides for high refractive index integrated photonic circuits
JP6028339B2 (ja) * 2012-02-27 2016-11-16 沖電気工業株式会社 波長選択性経路切換素子

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1073730A (ja) * 1996-07-17 1998-03-17 Lucent Technol Inc 光学装置
JP2001508551A (ja) * 1996-08-08 2001-06-26 デビッド ジェイ インスタンス リミテッド 自己接着性ラベルとその製造
JP2003519403A (ja) * 2000-01-07 2003-06-17 ブックハム テクノロジー ピーエルシー 光マルチプレクサ／デマルチプレクサ
JP2003149473A (ja) * 2001-11-14 2003-05-21 Fujitsu Ltd 導波路型光デバイス
US20040264857A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Lucent Technologies Inc. Arrayed waveguide gratings with improved transmission efficiency
KR20120095694A (ko) * 2011-02-21 2012-08-29 한국전자통신연구원 펌프광 결합장치 및 그를 구비한 능동 광모듈

Also Published As

Publication number Publication date
US20160223745A1 (en) 2016-08-04
KR102290188B1 (ko) 2021-08-20
US9507087B2 (en) 2016-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6089077B1 (ja) 導波路型光回折格子及び光波長フィルタ
US20160116680A1 (en) Light coupling structure and optical device including a grating coupler
US8532441B2 (en) Optical device for wavelength locking
WO2016131355A1 (en) Photonic chip surface grating coupler (sgc) -based optical splitter and optical combiner
US7555175B2 (en) Arrayed waveguide grating optical multiplexer/demultiplexer
US10001601B2 (en) Device for coupling a plurality of different fibre modes
KR20130027497A (ko) 광학 필터 또는 멀티플렉서/디멀티플렉서
US9164238B2 (en) Optical coupler having self-focusing region and arryed-waveguide grating structure including the same
Hammood et al. Four-channel, silicon photonic, wavelength multiplexer-demultiplexer with high channel isolations
CN107688210B (zh) 光波导干涉仪和用于制造光波导干涉仪的方法
US9360621B1 (en) Flat-top mode generating device and arrayed waveguide grating having the same
JP2005196211A (ja) デュアルバンド波長分割多重化器
KR20200038278A (ko) 에셸 격자 멀티플렉서 또는 디멀티플렉서
EP1251652A2 (en) Arrayed waveguide grating optical multiplexer/demultiplexer
CN111830628B (zh) 粗波分复用/解复用器及光通信设备
US20170168238A1 (en) Wavelength division device, wavelength division multiplexing system and wavelength multiplexing system
KR102290188B1 (ko) 파장 결합 장치 및 이를 구비한 배열 도파로 격자
US6741772B2 (en) Optical multiplexer/demultiplexer and waveguide type optical coupler
JP2015152632A (ja) 光波長フィルタ
Juhari et al. Optical loss analysis in 13-channel SOI-based AWG for CWDM network
US20120251047A1 (en) Mach-zehnder interferometer-arrayed waveguide grating and planar light-wave circuit chip
KR102037870B1 (ko) 자발 초점 영역을 갖는 광 커플러 및 그를 구비한 배열 도파로 격자
US10151874B2 (en) Wavelength division multiplexer
JP6109002B2 (ja) 光導波素子
KR20140107747A (ko) 평판형 광도파로 및 박막 필터를 이용한 파장분할 다중화기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant