KR20180053029A - 빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템 - Google Patents

빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20180053029A
KR20180053029A KR1020160150335A KR20160150335A KR20180053029A KR 20180053029 A KR20180053029 A KR 20180053029A KR 1020160150335 A KR1020160150335 A KR 1020160150335A KR 20160150335 A KR20160150335 A KR 20160150335A KR 20180053029 A KR20180053029 A KR 20180053029A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waveguide
cladding layer
electrode
oxide
layer
Prior art date
Application number
KR1020160150335A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102585256B1 (ko
Inventor
김선일
최병룡
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020160150335A priority Critical patent/KR102585256B1/ko
Priority to US15/691,327 priority patent/US10656498B2/en
Publication of KR20180053029A publication Critical patent/KR20180053029A/ko
Priority to US16/845,963 priority patent/US11131754B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102585256B1 publication Critical patent/KR102585256B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0071—Beam steering, e.g. whereby a mirror outside the cavity is present to change the beam direction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/295—Analog deflection from or in an optical waveguide structure]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/295—Analog deflection from or in an optical waveguide structure]
    • G02F1/2955—Analog deflection from or in an optical waveguide structure] by controlled diffraction or phased-array beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08018—Mode suppression
    • H01S3/08022—Longitudinal modes
    • H01S3/08031—Single-mode emission
    • H01S3/08036—Single-mode emission using intracavity dispersive, polarising or birefringent elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08018—Mode suppression
    • H01S3/0804—Transverse or lateral modes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/24—Function characteristic beam steering

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템이 개시된다. 개시된 빔 스티어링 장치는 빔이 통과하는 도파관, 전기 신호에 따라 굴절률이 변하는 물질을 포함하는 클래딩층 및 상기 클래딩층의 적어도 두 개의 영역에 독립적으로 전기를 공급하는 적어도 두 개의 전극을 포함하는 전극층을 포함하여 빔을 스티어링할 수 있다.

Description

빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템{Beam steering device and system including the same}
다양한 실시예들은 빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
레이저빔을 원하는 위치로 스티어링하기 위해서는 일반적으로 레이저가 조사 부분을 기계적으로 회전시켜 주는 방법과 OPA(Optical Phased Array) 방식을 이용하여 다수의 단위셀 또는 다수의 도파관으로부터 나오는 다발 형태의 레이저빔의 간섭을 이용하는 방법이 사용되고 있다. OPA 방식에서는 단위셀들이나 도파관들을 전기적 또는 열적으로 제어함으로써 레이저빔을 스티어링할 수 있다. 레이저 조사 부분을 기계적으로 회전시켜 주는 방법은 모터 또는 MEMS(Micro Electro Mechanical System)가 적용되는 바, 부피가 커지고 비용이 상승할 수 있다. OPA 방식은 다수의 도파관을 구비하여야 하므로 전체 부피가 크고, 위상을 변조하는데 있어 에러가 발생될 수 있다.
예시적인 실시예는 간단한 구조를 가지는 빔 스티어링 장치를 제공한다.
예시적인 실시예는 간단한 구조를 가지는 빔 스티어링 장치를 포함하는 시스템을 제공한다.
예시적인 실시예에 따른 빔 스티어링 장치는, 빔이 통과하는 도파관; 상기 도파관에 구비된 것으로, 전기 신호에 따라 굴절률이 변하는 물질을 포함하는 클래딩층; 및 상기 클래딩층의 적어도 두 개의 영역에 독립적으로 전기를 공급하는 적어도 두 개의 전극을 포함하는 전극층;을 포함할 수 있다.
상기 적어도 2개의 전극은 전기적으로 독립적일 수 있다.
상기 클래딩층은 일렉트로 옵틱(electro optic) 물질을 포함할 수 있다.
상기 일렉트로 옵틱 물질은 액정, TiN, KTN(KTa1 - xNbxO3), 또는 NbOx을 포함할 수 있다.
상기 클래딩층은 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
상기 산화물 반도체는 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), GIZO(Ga-In-Zn-Oxide), AZO(Al-Zn-Oxide), GZO(Ga-Zn-Oxide) 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 도파관은 실리콘 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.
상기 도파관이 전극으로 동작할 수 있다.
상기 전극층이 메트릭스 구조로 배열되고 전기적으로 독립되게 배열된 복수 개의 픽셀 전극을 포함할 수 있다.
상기 전극층이 제1전압이 공급되는 제1영역과 제2전압이 공급되는 제2영역을 포함할 수 있다.
상기 클래딩층이 상기 전극층과 함께 금속 산화물 반도체 구조를 가질 수 있다.
상기 클래딩층이 제1층과 제2층을 포함하고, 상기 제1층은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), GIZO(Ga-In-Zn-Oxide), AZO(Al-Zn-Oxide), GZO(Ga-Zn-Oxide) 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2층은 HfO2, Al2O3, SiNx, SiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 도파관, 클래딩층 및 전극층이 2회 이상 반복하여 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 도파관이 상기 클래딩층의 굴절률 변화에 따라 능동 프리즘과 같이 동작하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 시스템이, 광원; 상기 광원으로부터 입사된 빔을 스티어링하는 빔 스티어링 장치; 및 상기 빔 스티어링 장치에 의해 스티어링되고 대상체에서 반사된 빔을 검출하는 검출부;를 포함하고,
상기 빔 스티어링 장치는, 빔이 통과하는 도파관; 상기 도파관에 구비된 것으로, 전기 신호에 따라 굴절률이 변하는 물질을 포함하는 클래딩층; 및 상기 클래딩층의 적어도 두 개의 영역에 독립적으로 전기를 공급하는 적어도 두 개의 전극을 포함하는 전극층;을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 빔 스티어링 장치는 전기적인 신호의 인가에 따라 굴절률이 변화하는 클래딩층이 능동 프리즘과 같이 동작하도록 하여 도파관을 통과하여 출력되는 빔의 방향을 조절할 수 있다. 빔 스티어링 장치는 도파관 자체의 굴절률을 변화시키지 않기 때문에 빔 손실이 적고, 실리콘이나 실리콘 질화물 등과 같은 다양한 물질을 도파관 물질로 사용할 수 있으므로 다양한 파장의 빔을 스티어링 할 수 있다. 또한, 전기적 신호를 이용하기 때문에 제어 속도가 빠르고, 넓은 시계 확보가 가능하다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 빔 스티어링 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 빔 스티어링 장치의 클래딩층을 통과한 레이저 빔(TM0 모드)의 실효 굴절률(effective refractive index)을 도시한 것이다.
도 3b는 도 1에 도시된 빔 스티어링 장치의 클래딩층을 통과한 레이저 빔(TE0 모드)의 실효 굴절률을 도시한 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 빔 스티어링 장치에 하부 전극층이 더 구비된 예를 도시한 것이다.
도 5는 다른 예시적인 실시예에 따른 빔 스티어링 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 빔 스티어링 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 빔 스티어링 장치의 픽셀 전극에 의한 굴절률 변화 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 6에 도시된 빔 스티어링 장치의 굴절률 변화 영역의 각도 θ에 따른 출광 각도의 변화를 나타낸 것이다.
도 10은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 빔 스티어링 장치를 나타낸 것이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 빔 스티어링 장치를 포함한 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예에 따른 빔 스티어링 장치 및 이를 포함한 시스템에 대해 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 도면에서 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 또한, 소정의 물질층이 기판이나 다른 층 상에 존재한다고 설명될 때, 그 물질층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 존재할 수도 있고, 그 사이에 다른 제3의 층이 존재할 수도 있다. 그리고, 아래의 실시예에서 각 층을 이루는 물질은 예시적인 것이므로, 이외에 다른 물질이 사용될 수도 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 빔 스티어링 장치를 도시한 단면도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 빔 스티어링 장치의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 빔 스티어링 장치(BS)는 기판(10)에 마련되는 도파관(20), 도파관(20)에 구비된 클래딩층(30) 및 전극층(40)을 포함할 수 있다. 빔 스티어링 장치(BS)는 빔 스티어링 장치(BS)를 구동하는 구동부(D)를 더 포함할 수 있다.
기판(10)으로는 예를 들면 실리콘 기판이 사용될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적으로 것으로 기판(10)은 다른 다양한 재질을 포함할 수 있다. 기판(10)의 상면에는 도파관(20)이 마련될 수 있다.
도파관(20)은 빔이 통과되는 곳으로, 그 내부에서 빔이 전반사되도록 할 수 있다. 빔은 도파관(20)의 일 측면에 입사되어 도파관(20)의 마주보는 다른 측면으로 출사될 수 있다. 여기서, 빔은 레이저 빔 또는 발광 소자로부터 출사된 빔일 수 있다. 도파관(20)에 입사되는 빔을 LI로 표시하고, 도파관(20)으로부터 출사되는 빔을 LO로 표시한다. 도파관(20)은 예를 들어, 실리콘 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 도파관(20)은 클래딩층(30)보다 큰 굴절률을 가지는 물질로 구성될 수 있다.
클래딩층(30)은 전기적인 신호의 인가에 따라 굴절률이 변화하는 물질을 포함할 수 있다. 클래딩층(30)은 일렉트로 옵틱(electro optic) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 클래딩층(30)은 액정, TiN, KTN(KTa1 - xNbxO3), 또는 NbOx 등을 포함할 수 있다.
클래딩층(30)은 예를 들면, 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 클래딩층(30)은 전기적인 신호의 인가에 의해 굴절률 변화가 비교적 큰 물질인 투명한 도전성 산화물(TCO; Transparent Conductive Oxide)을 포함할 수 있다. 여기서, 투명한 도전성 산화물은 예를 들면, ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), GIZO(Ga-In-Zn-Oxide), AZO(Al-Zn-Oxide), GZO(Ga-Zn-Oxide) 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되지는 않는다. 이러한 클래딩층(30)은 도파관(20)과 p-n 접합 구조를 형성할 수 있다.
클래딩층(30)에는 전극층(40)이 구비될 수 있다. 전극층(40)은 클래딩층(30)에 전압을 인가하기 위한 전극으로서의 역할을 할 수 있으며, 독립적으로 구동될 수 있는 적어도 두 개의 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극층(40)은 서로 분리된 제1전극(41)과 제2전극(42)을 포함할 수 있다. 전극층(40)은 예를 들면, Ti, Au, Ag, Pt Cu, Al, Ni 및 Cr 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 예를 들면 고농도로 도핑된 n++ Si 또는 저저항 ITO 등을 포함할 수도 있다. 그리고, 도파관(20)이 제1전극(41)과 제2전극(42)의 공통 전극으로 동작할 수 있다.
제1전극(41)과 제2전극(42)은 다양한 형태로 구비될 수 있으며, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 제1전극(41)과 제2전극(42)의 경계면이 경사진 면을 구성할 수 있다. 제1전극(41)과 제2전극(42)은 분리되어 있고, 도시되지는 않았지만 그 사이에 절연물질이 더 구비될 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시된 빔 스티어링 장치(BS)에서는 전극층(40)이 두 개의 전극을 포함한 예를 도시하였지만, 전극층(40)이 세 개 이상의 전극을 포함하도록 구성되는 것도 가능하다.
클래딩층(30)에 전압이 인가되면 클래딩층(30)과 도파관(20)의 계면에서 클래딩층(20) 내부의 전하 농도(carrier density)가 변하게 되고, 이러한 전하 농도의 변화에 따라 클래딩층(20)의 굴절률이 변하게 된다. 이와 같이, 클래딩층(30)의 굴절률이 변하면 클래딩층(30)에 인접한 도파관(20)에도 영향을 미쳐 도파관의 실효 굴절률도 변하는 효과를 얻을 수 있다. 실효 굴절률에 대해서는 후술한다.
도파관의 굴절률을 변화시키기 위한 방식으로는 열을 이용한 방식과 전기를 이용한 방식이 있다. 열을 이용한 방식은 위상 변화가 크고, 도파관을 다양한 물질로 형성할 수 있지만, 속도(speed)가 느리고, 도파관들 사이의 간섭이 심해서 도파관들 사이가 일정 간격 이상이어야 되며, 넓은 시계(FOV; Field Of View)를 확보하기가 어렵다. 또한, 전기를 이용한 방식은 속도가 빠르고 도파관들 사이의 간섭이 없어 넓은 시계(FOA)를 얻을 수 있지만, 위상 변화가 작아서 긴 도파관이 필요하게 되고, p-n 또는 p-i-n 접합 구조가 적용되어야 하기 때문에 도파관 물질로 Si 등과 같은 반도체 물질로 한정되어야 하고 이에 따라 다양한 파장의 레이저 빔을 스팅어링할 수 없다는 단점이 있다.
이에 반해, 본 실시예에 따른 빔 스티어링 장치(BS)에서는, 도파관(30) 주위에 전기적인 신호의 인가에 따라 굴절률이 변화하는 클래딩층(122)을 이용하여 후술할 도파관의 실효 굴절률이 변하도록 할 수 있다. 본 실시예에서는 도파관(30) 자체의 굴절률을 변화시키지 않고, 도파관(20) 주위에 마련된 클래딩층(30)의 굴절률을 변화시킴으로써 도파관(20)을 지나는 빔이 굴절률 변화에 반응하도록 할 수 있다. 따라서, 도파관(20) 자체의 굴절률을 변화시키지 않기 때문에 빔 손실이 적고, 실리콘이나 실리콘 질화물 등과 같은 다양한 물질을 도파관(20)의 물질로 사용할 수 있으므로 다양한 파장의 빔을 스티어링 할 수 있다. 또한, 열이 아닌 전기적 신호를 사용하기 때문에 속도가 빠르고 넓은 시계(FOV; Field Of View) 확보가 가능하다.
도 3a는 도 1에 도시된 빔 스티어링 장치(BS)에 레이저빔(TM0모드)이 통과하였을 때 도파관(20)의 실효 굴절률(effective refractive index, neff)을 파장에 따라 도시한 것이다. 여기서, TM 모드는 전자기파의 진행방향에 대해 수직으로 자기장이 발생되는 경우 도파관 내의 전자기장을 표현하는 transverse magnetic mode를 의미한다. TM0모드는 모드 수(mode number)가 0인 TM 모드를 나타낸다.
도 3b는 도 1에 도시된 빔 스티어링 장치(BS)를 레이저빔(TE0모드)이 통과하였을 때 도파관(30)의 실효 굴절률(neff)을 파장에 따라 도시한 것이다. 여기서, TE 모드는 전자기파의 진행방향에 대해 수직으로 전기장이 발생되는 경우 도파관 내의 전자기장을 표현하는 transverse electric mode를 의미한다. TE0모드는 모드 수(mode number)가 0인 TE 모드를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b에서, 도파관(20)은 실리콘을 사용하여 형성하였으며, 클래딩층(30)은 ITO를 사용하여 형성하였다. 도면에서'실효 굴절률(neff)'이라 함은 실제 도파관(20)의 굴절률은 변하진 않지만, 클래딩층(30)에 전압이 인가되어 클래딩층(30)의 굴절률이 변할 때, 도파관(20)을 지나는 레이저빔이 느끼는 도파관(121)의 굴절률을 의미한다. 그리고, "A"는 클래딩층(30)에 전압이 인가되지 않은 경우를 나타내고, "B"는 클래딩층(30)에 4V의 전압이 인가된 경우를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, TMO 모드의 경우에 1100nm의 파장에서 실효 굴절률 변화(Δneeff)가 대략 0.033 이었으며, TEO 모드의 경우에 1100nm의 파장에서 실효 굴절률 변화(Δneeff)가 대략 -0.0122 이었다. 여기서, '실효 굴절률 변화(Δneeff)'라 함은 클래딩층(30)에 전압이 인가되지 않은 경우(A) 도파관의 실효 굴절률과 클래딩층(30)에 4V의 전압이 인가된 경우(B) 도파관의 실효 굴절률의 차이를 의미한다. 이와 같이 클래딩층(30)에 인가되는 전압에 따라 도파관의 실효 굴절률을 변화시킬 수 있다. 제1전극(41)과 제2전극(42)에 각각 다른 전압을 인가하면, 제1전극(41)에 대응되는 클래딩층(30) 영역과 제2전극(42)에 대응되는 클래딩층 영역이 각각 다른 굴절률을 가질 수 있다. 그리고, 그 굴절률에 따라 각각에 대응되는 도파관의 실효 굴절률이 달라질 수 있다. 그러므로 도파관(30)을 통과하는 빔이 실효 굴절률이 다른 두 영역을 지날 때 굴절을 하여 빔의 진행 경로가 변경될 수 있다. 제1전극(41)과 제2전극(42)에 각각 인가되는 전압 차에 따라 도파관(30)을 통과하는 빔의 굴절각이 변하고, 이에 따라 빔을 스티어링할 수 있다. 도 1에 도시된 빔 스티어링 장치(BS)에서는 도파관(20)이 공통 전극의 역할을 하므로, 도파관(20)과 제1전극(41) 사이에 제1 전압을 인가하고, 도파관(20)과 제2전극(42) 사이에 제2 전압을 인가할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 제1전압과 제2전압의 차에 따라 제1 출력빔(LO1)과 제2 출력빔(LO2)의 방향이 달라질 수 있다.
도 4는 다른 예의 빔 스티어링 장치(BS1)를 도시한 것이다. 빔 스티어링 장치(BS1)는 도 1에 도시된 것과 비교할 때, 전극(15)이 더 구비된 점에서 차이가 있다. 도 1에 도시된 빔 스티어링 장치(BS)는 도파관(20)이 전극 역할도 함께 하도록 구성된 것이고, 빔 스티어링 장치(BS1)는 기판(10)과 도파관(20) 사이에 전극(15)을 포함할 수 있다. 전극(15)은 예를 들어, Ti, Au, Ag, Pt Cu, Al, Ni 및 Cr 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 빔 스티어링 장치(BS2)의 단면도를 도시한 것이다. 빔 스티어링 장치(BS2)는 기판(110)에 마련되는 도파관(120), 도파관(120)에 구비된 클래딩층(130) 및 전극층(140)을 포함할 수 있다.
기판(110)으로는 예를 들면 실리콘 기판이 사용될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적으로 것으로 기판(110)은 다른 다양한 재질을 포함할 수 있다. 기판(110)의 상면에는 도파관(120)이 마련될 수 있다.
도파관(120)은 빔이 통과되는 곳으로, 그 내부에서 빔이 전반사되도록 할 수 있다. 도파관(120)은 예를 들어, 실리콘 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 도파관(120)은 클래딩층(130)보다 큰 굴절률을 가지는 물질로 구성될 수 있다.
클래딩층(130)은 제1층(131)과 제2층(132)을 포함할 수 있다. 제1층(131)은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), GIZO(Ga-In-Zn-Oxide), AZO(Al-Zn-Oxide), GZO(Ga-Zn-Oxide) 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2층(132)은 HfO2, Al2O3, SiNx, SiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 제1층(131)이 인가되는 전기 신호에 따라 굴절률이 변할 수 있다. 클래딩층(130)은 전극층(140)과 함께 금속 산화물 반도체(MOS) 구조를 가질 수 있다.
전극층(140)은 제1전극(141)과 제2전극(142)을 포함할 수 있다. 제1전극(141)과 제2전극(142)은 각각 Ti, Au, Ag, Pt Cu, Al, Ni 및 Cr 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 예를 들면 고농도로 도핑된 n++ Si 또는 저저항 ITO 등을 포함할 수도 있다. 그리고, 도파관(120)이 제1전극(141)과 제2전극(142)의 공통 전극으로 동작할 수 있다. 제1전극(141)과 제2전극(142)은 전기적으로 서로 독립되게 구동되는 한, 다양한 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1전극(141)과 제2전극(142)은 분리되어 배치될 수 있다.
제1전극(141)과 제2전극(142)에 각각 다른 전압을 인가하면, 제1전극(141)에 대응되는 클래딩층(130) 영역과 제2전극(142)에 대응되는 클래딩층 영역이 각각 다른 굴절률을 가질 수 있다. 그리고, 그 굴절률에 따라 각각에 대응되는 도파관의 실효 굴절률이 달라질 수 있다. 그러므로 도파관(130)을 통과하는 빔이 실효 굴절률이 다른 두 영역을 지날 때 굴절을 하여 빔의 진행 경로가 변경될 수 있다. 제1전극(141)과 제2전극(142)에 각각 인가되는 전압 차에 따라 도파관(130)을 통과하는 빔의 굴절각이 변하고, 이에 따라 빔을 스티어링할 수 있다. 빔 스티어링 장치(BS2)에서는 도파관(120)이 공통 전극의 역할을 하므로, 도파관(120)과 제1전극(141) 사이에 제1 전압을 인가하고, 도파관(120)과 제2전극(142) 사이에 제2 전압을 인가할 수 있다. 제1전압과 제2전압의 차에 따라 도파관(120)을 통해 출력되는 빔(LO)의 방향이 달라질 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 빔 스티어링 장치(BS3)의 단면도를, 도 7은 평면도를 도시한 것이다.
빔 스티어링 장치(BS2)는 기판(210)에 마련되는 도파관(220), 도파관(220)에 구비된 클래딩층(230) 및 전극층(240)을 포함할 수 있다.
기판(210)으로는 예를 들면 실리콘 기판이 사용될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적으로 것으로 기판(210)은 다른 다양한 재질을 포함할 수 있다. 기판(210)의 상면에는 도파관(220)이 마련될 수 있다.
도파관(220)은 빔이 통과되는 곳으로, 그 내부에서 빔이 전반사되도록 할 수 있다. 도파관(120)은 예를 들어, 실리콘 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 클래딩층(230)은 인가되는 전기적 신호에 따라 굴절률이 변하는 물질을 포함할 수 있다. 클래딩층(230)은 일렉트로 옵틱 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 클래딩층(230)은 액정, TiN, KTN(KTa1 - xNbxO3), NbOx 등을 포함할 수 있다.
또는, 클래딩층(230)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 클래딩층(230)은 전기적인 신호의 인가에 의해 굴절률 변화가 비교적 큰 물질인 투명한 도전성 산화물(TCO; Transparent Conductive Oxide)을 포함할 수 있다. 투명한 도전성 산화물(또는 산화물 반도체)은 예를 들면, ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), GIZO(Ga-In-Zn-Oxide), AZO(Al-Zn-Oxide), GZO(Ga-Zn-Oxide) 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 클래딩층(230)은 도파관(220)과 p-n 접합 구조를 형성할 수 있다. 또는, 클래딩층(230)은 전극층(240)과 함께 금속 산화물 반도체 구조를 가질 수 있다. 금속 산화물 반도체 구조에 대해서는 도 5를 참조하여 설명한 바와 같으므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
전극층(240)은 메트릭스 구조로 배열되고 전기적으로 독립되게 배열된 복수 개의 픽셀 전극(PE)을 포함할 수 있다. 픽셀 전극(PE)들 사이에는 절연물질(245)이 구비될 수 있다. 전극층(240)은 Ti, Au, Ag, Pt Cu, Al, Ni 및 Cr 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 예를 들면 고농도로 도핑된 n++ Si 또는 저저항 ITO 등을 포함할 수도 있다. 그리고, 도파관(220)이 공통 전극으로 동작할 수 있다. 하지만, 별도의 공통 전극이 구비되는 것도 가능하다.
픽셀 전극(PE)은 독립적으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 전극층(240)을 제1영역(A11)과 제2영역(A12)으로 나누고, 제1영역(A11)에 있는 픽셀 전극(PE)들에는 제1전압을 인가하고, 제2영역(A12)에 있는 픽셀 전극(PE)들에는 제2전압을 인가할 수 있다. 도 7에서 제1영역(A11)과 제2영역(A12) 사이의 경계가 픽셀 전극의 형태에 따라 계단 형태(ST)를 가지는 것으로 나타날 수 있다. 하지만, 도 7은 과장되게 도시된 것이고, 실제로는 픽셀 전극(PE)들의 사이즈가 매우 작으므로 제1영역(A11)과 제2영역(A12) 사이의 경계가 대략적으로 선형적인 선(Li)일 수 있다.
제1영역(A11)에 있는 픽셀 전극들에 제1 전압이 인가되면 제1영역(A11)에 대응되는 클래딩 영역이 제1굴절률을 가지고, 제2영역(A12)에 있는 픽셀 전극들에 제2 전압이 인가되면 제2영역(A12)에 대응되는 클래딩 영역이 제2굴절률을 가질 수 있다. 제1굴절률과 제2굴절률의 차이에 따라 도파관(220)에서의 실효 굴절률 차가 발생되고, 그 차에 따라 도파관(220)을 통과하는 빔의 굴절 정도를 제어할 수 있다. 그럼으로써 빔이 출력되는 방향을 조절할 수 있다.
도 8에서는 제1전압을 인가하는 제1영역(A21)과 제2전압을 인가하는 제2영역(A22)을 변화시킨 예를 도시한 것이다. 도 7과 비교할 때, 제1영역(A21)과 제2영역(A22) 사이의 경계의 기울기가 변하였다. 복수 개의 픽셀 전극(PE)을 선택적으로 구동하여 제1전압과 제2전압을 인가하는 영역을 변화시킬 수 있다. 그럼으로써, 도파관(220)을 지나가는 빔의 굴절 방향을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 도파관(220)을 통해 출력되는 빔(LO1)이 도 8에서 도파관(220)을 통해 출력되는 빔(LO2)에 비해 더 많이 굴절되어 출력될 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 예에서 제1영역(A11)과 제2영역(A12)은 그대로 유지하고, 제1영역(A11)에 있는 픽셀 전극에 인가하는 전압과 제2영역(A12)에 있는 픽셀 전극에 인가하는 전압을 다르게 조절하여 제1영역(A11)에 대응되는 클래딩 영역의 굴절률과 제2영역(A12)에 대응되는 클래딩 영역의 굴절률을 변화시킬 수 있다. 이 굴절률 차에 의해 빔을 스티어링할 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에서는, 제1전압, 제2전압, 제1전압을 인가하는 영역과 제2전압을 인가하는 영역 중 적어도 하나를 조절하여 빔의 출력 방향을 조절함으로써 빔을 스티어링할 수 있다.
도 9는 전극층(240)의 제1영역(A11)과 제2영역(A12) 사이의 경계의 기울기를 θ라고 할 때, 기울기 θ에 따른 빔의 출광 각도(α)의 변화를 나타낸 것이다. 출광 각도(α)는 도파관(220)의 출사면의 법선에 대한 출사 빔의 기울기를 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, 전극층(240)의 제1영역(A11)과 제2영역(A12) 사이의 경계의 기울기(θ)에 따라 출광 각도가 조절될 수 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 빔 스티어링 장치(BS4)의 단면도를 도시한 것이다. 빔 스티어링 장치(BS4)는 제1기판(310)에 마련되는 제1도파관(320), 제1도파관(320)에 구비된 제1클래딩층(330), 제1전극층(340)을 포함하고, 이러한 적층 구조가 적어도 2회 이상 반복 적층될 수 있다.
예를 들어, 제1전극층(340) 상에 제2기판(350), 제2도파관(360), 제2클래딩층(370) 및 제2전극층(380)이 적층될 수 있다. 여기서, 제2기판(350) 없이 제1전극층(340)에 제2도파관(360)이 바로 적층되는 것도 가능하다.
제1전극층(340)은 적어도 2개 이상의 전극을 포함하고, 제2전극층(380)은 적어도 2개 이상의 전극을 포함할 수 있다. 제1전극층(340)은 예를 들어, 제1전극(341)과 제2전극(342)을 포함할 수 있다. 제1전극(341)과 제2전극(342) 사이에 절연물질(343)이 포함될 수 있다. 제2전극층(380)은 제3전극(381)과 제4전극(382)을 포함할 수 있다. 제3전극(381)과 제4전극(382) 사이에 절연물질(383)이 포함될 수 있다. 또는, 제1전극층(340)이 복수 개의 픽셀 전극을 포함하고, 제2전극층(380)이 복수 개의 픽셀 전극을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 적층 구조를 이용하여 서로 다른 높이에 대해 빔 스티어링을 할 수 있다. 제1 입사빔(LI1)이 제1 도파관(320)을 통해 제1 출사빔(LO1)으로 출력되고, 제1 출사빔(LO1)은 제1전극(341)과 제2전극(342)에 인가되는 전압 차에 의해 도면 상 지면에 대해 수직한 방향으로 스티어링 될 수 있다. 제2 입사빔(LI2)이 제2 도파관(360)을 통해 제2 출사빔(L02)으로 출력되고, 제2 출사빔(LO2)이 제3전극(381)과 제4전극(382)에 인가되는 전압 차에 의해 도면 상 지면에 대해 수직한 방향으로 스티어링 될 수 있다. 제1 출사빔(LO1)과 제2 출사빔(LO2)은 서로 다른 높이에서 출사된다. 그러므로, 적층 구조를 이용하여 다양한 높이에서 여러 방향으로 빔을 스티어링할 수 있다.
이상의 실시예들에서 살펴본 바와 같이, 빔 스티어링 장치는 전기적 신호에의해 굴절률이 변하는 클래딩층과 서로 다른 전압을 인가할 수 있는 독립적인 적어도 2개 이상의 전극을 구비하여 도파관이 능동 프리즘과 같이 동작하도록 할 수 있다. 그럼으로써 빔을 전기적 제어 방법에 의해 간단하게 스티어링할 수 있다.
이상의 예시적인 실시예에 따르면, 도파관 자체의 굴절률을 변화시키지 않기 때문에 빔 손실이 적고, 실리콘이나 실리콘 질화물 등과 같은 다양한 물질을 도파관 물질로 사용할 수 있으므로 다양한 파장의 레이저빔을 스티어링 할 수 있다. 또한, 열이 아닌 전기적 신호를 사용하기 때문에 빔 스티어링 속도가 빠르고 넓은 시계 확보가 가능하다. 또한, OPA 방식이 아닌 광 투과 방식을 이용하기 때문에 광 효율이 높다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 시스템을 도시한 것이다. 도 11에는 전술한 예시적인 실시예에 따른 빔 스티어링 장치를 적용한 시스템(400)이 개략적으로 도시되어 있다.
도 11을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 시스템(400)은 빔을 방출하는 광원(410), 빔을 스티어링하는 빔 스티어링 장치(420), 스티어링된 빔이 대상체(O)에서 반사된 빔을 검출하는 검출부(440) 및 구동부(430)를 포함할 수 있다. 여기서, 구동부(430)는 광원(410), 빔 스티어링 장치(420) 및 검출부(440)를 구동하는 구동 회로를 포함할 수 있다.
광원(410)으로는 예를 들면 레이저 다이오드 또는 발광 소자가 사용될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것으로, 이외에도 다양한 광원이 사용될 수 있다. 광원(410)으로부터 출사된 빔은 빔 스티어링 장치(420)에 입사된다. 빔 스티어링 장치(420)는 입사된 빔을 원하는 위치로 스티어링할 수 있다. 이러한 빔 스티어링 장치(420)는 전술한 바와 같이 다양한 실시예들에 따른 빔 스티어링 장치들(BS,BS1, BS2,BS3,BS4)을 포함할 수 있다. 그리고, 빔 스티어링 장치(420)에 의해 스티어링된 빔이 대상체(O)에 조사되어 반사되면, 검출부(440)가 반사된 빔을 검출할 수 있다. 빔 스티어링 장치(420)가 적용된 시스템(400)은 예를 들면, 깊이 센서(depth sensor), 3차원 센서(3D sensor), 라이더(LiDAR; light detection and ranging) 등과 같은 다양한 장치에 적용될 수 있다. 그리고, 도 10에 도시된 바와 같이 적층 구조의 빔 스티어링 장치(BS4)를 이용하여 대상체(O)의 가로 방향과 세로 방향에 대해 빔을 스티어링할 수 있다. 그럼으로써, 대상체(O)에 대한 입체적인 영상을 얻을 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 예시적인 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
BS,BS1,BS2,BS3,BS4: 빔 스티어링 장치
10,110,210,310,350:기판
15,40,140,240,340,380:전극층
20,120,220,320,360:도파관
30,130,230,330,370:클래딩층
41,42,141,142,341,342,381,382:전극

Claims (19)

  1. 빔이 통과하는 도파관;
    상기 도파관에 구비된 것으로, 전기 신호에 따라 굴절률이 변하는 물질을 포함하는 클래딩층; 및
    상기 클래딩층의 적어도 두 개의 영역에 독립적으로 전기를 공급하는 적어도 두 개의 전극을 포함하는 전극층;을 포함하는 빔 스티어링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 전극은 전기적으로 독립된 빔 스티어링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 클래딩층은 일렉트로 옵틱(electro optic) 물질을 포함하는 빔 스티어링 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 일렉트로 옵틱 물질은 액정, TiN, KTN(KTa1 - xNbxO3), 또는 NbOx을 포함하는 빔 스티어링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 클래딩층은 산화물 반도체를 포함하는 빔 스티어링 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 산화물 반도체는 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), GIZO(Ga-In-Zn-Oxide), AZO(Al-Zn-Oxide), GZO(Ga-Zn-Oxide) 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함하는 빔 스티어링 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 도파관은 실리콘 또는 실리콘 질화물을 포함하는 빔 스티어링 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 도파관이 전극으로 동작하는 빔 스티어링 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전극층이 메트릭스 구조로 배열되고 전기적으로 독립되게 배열된 복수 개의 픽셀 전극을 포함하는 빔 스티어링 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전극층이 제1전압이 공급되는 제1영역과 제2전압이 공급되는 제2영역을 포함하는 빔 스티어링 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 클래딩층이 상기 전극층과 함께 금속 산화물 반도체 구조를 가지는 빔 스티어링 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 클래딩층이 제1층과 제2층을 포함하고, 상기 제1층은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), GIZO(Ga-In-Zn-Oxide), AZO(Al-Zn-Oxide), GZO(Ga-Zn-Oxide) 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2층은 HfO2, Al2O3, SiNx, SiO2 중 어느 하나를 포함하는 빔 스티어링 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 도파관, 클래딩층 및 전극층이 2회 이상 반복하여 적층된 구조를 가지는 빔 스티어링 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 도파관이 상기 클래딩층의 굴절률 변화에 따라 능동 프리즘과 같이 동작하도록 구성된 빔 스티어링 장치.
  15. 광원;
    상기 광원으로부터 입사된 빔을 스티어링하는 빔 스티어링 장치; 및
    상기 빔 스티어링 장치에 의해 스티어링되고 대상체에서 반사된 빔을 검출하는 검출부;를 포함하고,
    상기 빔 스티어링 장치는,
    빔이 통과하는 도파관;
    상기 도파관에 구비된 것으로, 전기 신호에 따라 굴절률이 변하는 물질을 포함하는 클래딩층; 및
    상기 클래딩층의 적어도 두 개의 영역에 독립적으로 전기를 공급하는 적어도 두 개의 전극을 포함하는 전극층;을 포함하는 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 클래딩층은 일렉트로 옵틱(electro optic) 물질을 포함하는 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 일렉트로 옵틱 물질은 액정, TiN, KTN(KTa1 - xNbxO3), 또는 NbOx을 포함하는 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 클래딩층은 산화물 반도체를 포함하는 시스템.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 전극층이 메트릭스 구조로 배열되고 전기적으로 독립되게 배열된 복수 개의 픽셀 전극을 포함하는 시스템.
KR1020160150335A 2016-11-11 2016-11-11 빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템 KR102585256B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160150335A KR102585256B1 (ko) 2016-11-11 2016-11-11 빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템
US15/691,327 US10656498B2 (en) 2016-11-11 2017-08-30 Beam steering device and system including the same
US16/845,963 US11131754B2 (en) 2016-11-11 2020-04-10 Beam steering device including a waveguide, a cladding layer, and an electrode layer, and system including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160150335A KR102585256B1 (ko) 2016-11-11 2016-11-11 빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180053029A true KR20180053029A (ko) 2018-05-21
KR102585256B1 KR102585256B1 (ko) 2023-10-05

Family

ID=62107801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160150335A KR102585256B1 (ko) 2016-11-11 2016-11-11 빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템

Country Status (2)

Country Link
US (2) US10656498B2 (ko)
KR (1) KR102585256B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11112493B2 (en) 2018-01-12 2021-09-07 Samsung Electronics Co., Ltd. LiDAR system and method of driving the same

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102585256B1 (ko) * 2016-11-11 2023-10-05 삼성전자주식회사 빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템
WO2021019971A1 (ja) * 2019-08-01 2021-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光出射デバイス
US11609479B2 (en) * 2019-09-30 2023-03-21 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Bulk property feedback for liquid crystal-clad waveguides
US11550033B2 (en) * 2020-05-28 2023-01-10 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Electro-optical beam deflecting unit for light detection and ranging (LiDAR)
EP4374211A2 (en) * 2020-11-17 2024-05-29 Carillon Technologies Management Corporation Two-layer optical beam steering device, system, method of utilization, and method of fabrication
US11237250B1 (en) * 2021-03-01 2022-02-01 Aeva, Inc. Techniques for generation of high brightness beams
US11422429B1 (en) 2021-04-21 2022-08-23 Ii-Vi Delaware, Inc. Tunable optical wedge for beam steering

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3464853B2 (ja) * 1995-09-06 2003-11-10 株式会社東芝 半導体レーザ
JP2004212998A (ja) * 2002-12-26 2004-07-29 Fujitsu Ltd 可変光減衰器
JP2005520189A (ja) * 2002-03-14 2005-07-07 イッサム リサーチ ディベロップメント カンパニー オブ ザ ヘブリュー ユニバーシティー オブ エルサレム 導波路上にｍｏｓキャパシタを配置したシリコン光導波路
KR20080021843A (ko) * 2003-03-19 2008-03-07 니폰덴신뎅와 가부시키가이샤 광스위치
US20120106890A1 (en) * 2009-05-04 2012-05-03 University Of Delaware System and method for modulator-based optical interconnections
JP2013519906A (ja) * 2010-02-11 2013-05-30 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー．ファオ 光波を導くための装置および方法
JP2015114631A (ja) * 2013-12-13 2015-06-22 住友大阪セメント株式会社 電気光学素子

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4729620A (en) * 1984-05-25 1988-03-08 Litton Systems, Inc. Fiber optic frequency shifter
US5253033A (en) * 1990-12-03 1993-10-12 Raytheon Company Laser radar system with phased-array beam steerer
US5544268A (en) * 1994-09-09 1996-08-06 Deacon Research Display panel with electrically-controlled waveguide-routing
US7720116B2 (en) * 2004-01-22 2010-05-18 Vescent Photonics, Inc. Tunable laser having liquid crystal waveguide
WO2010048195A1 (en) * 2008-10-20 2010-04-29 Northwestern University Organic electro-optic modulators with transparent conducting electrodes and related device structures
US9366938B1 (en) * 2009-02-17 2016-06-14 Vescent Photonics, Inc. Electro-optic beam deflector device
RU2567177C2 (ru) 2009-10-30 2015-11-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Устройство для управления пучком
JP2012159584A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Ricoh Co Ltd 電気光学素子
DE102011015411A1 (de) 2011-03-29 2012-10-04 Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Ablenkung von Laserstrahlung sowie Laservorrichtung mit einer derartigen Vorrichtung
US9313383B2 (en) 2013-03-15 2016-04-12 Lockmasters Security Institute, Inc. System, device and method for capturing an image of multiple views of an object
US9104086B1 (en) 2014-02-24 2015-08-11 Sandia Corporation Method and apparatus of wide-angle optical beamsteering from a nanoantenna phased array
US10062175B2 (en) * 2015-09-24 2018-08-28 Raytheon Company Multiple target tracker and liquid crystal waveguide (LCWG) beam steerer for designation, range finding and active imaging
KR102585256B1 (ko) * 2016-11-11 2023-10-05 삼성전자주식회사 빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3464853B2 (ja) * 1995-09-06 2003-11-10 株式会社東芝 半導体レーザ
JP2005520189A (ja) * 2002-03-14 2005-07-07 イッサム リサーチ ディベロップメント カンパニー オブ ザ ヘブリュー ユニバーシティー オブ エルサレム 導波路上にｍｏｓキャパシタを配置したシリコン光導波路
JP2004212998A (ja) * 2002-12-26 2004-07-29 Fujitsu Ltd 可変光減衰器
KR20080021843A (ko) * 2003-03-19 2008-03-07 니폰덴신뎅와 가부시키가이샤 광스위치
US20120106890A1 (en) * 2009-05-04 2012-05-03 University Of Delaware System and method for modulator-based optical interconnections
JP2013519906A (ja) * 2010-02-11 2013-05-30 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー．ファオ 光波を導くための装置および方法
JP2015114631A (ja) * 2013-12-13 2015-06-22 住友大阪セメント株式会社 電気光学素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11112493B2 (en) 2018-01-12 2021-09-07 Samsung Electronics Co., Ltd. LiDAR system and method of driving the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20200241381A1 (en) 2020-07-30
US10656498B2 (en) 2020-05-19
US11131754B2 (en) 2021-09-28
KR102585256B1 (ko) 2023-10-05
US20180136539A1 (en) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102585256B1 (ko) 빔 스티어링 장치 및 이를 포함하는 시스템
EP3293569B1 (en) Laser beam steering device and system including the same
KR102530560B1 (ko) 레이저빔 스티어링 소자 및 이를 포함하는 시스템
CN109307968B (zh) 光扫描设备、光接收设备及光检测系统
KR102587956B1 (ko) 빔 스티어링 소자 및 이를 적용한 시스템
JP2018124271A (ja) 撮像システム
US6690036B2 (en) Method and apparatus for steering an optical beam in a semiconductor substrate
CN110446972B (zh) 光扫描设备、光接收设备及光检测系统
US20180246390A1 (en) Nanophotonic radiators with tunable grating structures for photonic phased array antenna
US20200387046A1 (en) Laser beam phase-modulation device, laser beam steering device and laser beam steering system including the same
US20130215483A1 (en) Plasmonic modulator and optical apparatus including the same
JP2021051293A (ja) 光変調器、及びそれを含むビームステアリングシステム
US6434289B1 (en) Method and apparatus for confining an optical beam in an optical switch
CN109212861B (zh) 透镜组件及其控制方法、显示装置
CN115485589A (zh) 操控电磁辐射
EP3460566B1 (en) Optical sensing system and optical apparatus including the same
CN113156579A (zh) 光检测设备和包括其的光学系统
US10788728B2 (en) Light beam steering using electro-optical and conductive materials
US6449405B1 (en) Method and apparatus for switching a plurality of optical beams in an optical switch
KR20170101009A (ko) 2차원 빔 스티어링 소자
US11156816B2 (en) Reflective spatial light modulator having non-conducting adhesive material, optical observation device and optical irradiation device
KR20210035689A (ko) 광 변조기 및 이를 포함하는 빔 스티어링 시스템
US20090303598A1 (en) Dynamic Optical Grating Device and Associated Method for Modulating Light
US20220269066A1 (en) Beam steering device

Legal Events

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