KR20210083844A - 3ｄ 나노 프린팅을 이용한 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3D 나노 프린팅을 이용한 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈은 레이저를 사용하는 3D 나노 프린팅 기술을 이용하여 광감응성 폴리머 재질의 광섬유 연결부재를 제작하고 상기 연결부재에 광섬유를 삽입하여, 실리콘 포토닉스 칩과 외부 광섬유를 다이렉트 광결합함으로써, 광섬유에서 나오는 광신호의 손실없이 전달 효율이 높아 광통신 분야 및 소자분야 전반에 응용할 수 있다.
본 발명의 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈은 레이저를 사용하는 3D 나노 프린팅 기술을 이용하여 광감응성 폴리머 재질의 광섬유 연결부재를 제작하고 상기 연결부재에 광섬유를 삽입하여, 실리콘 포토닉스 칩과 외부 광섬유를 다이렉트 광결합함으로써, 광섬유에서 나오는 광신호의 손실없이 전달 효율이 높아 광통신 분야 및 소자분야 전반에 응용할 수 있다.
Description
본 발명은 3D 나노 프린팅을 이용한 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실리콘 포토닉스 칩 상에 레이저를 사용하는 3D 나노프린팅에 의해 제작된 광감응성 폴리머 재질의 광섬유 연결부재가 접착되고, 상기 실리콘 포토닉스 칩의 일측 말단부에 광신호 경로 방향으로 배치된 광섬유가 상기 제작된 광섬유 연결부재에 삽입되어 다이렉트 광결합된, 3D 나노 프린팅을 이용한 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
1Gb/s 이상의 데이터 전송속도를 갖는 광전송 기술에 대한 그 요구는 점점 증가하고 있다. 이와 같은 고속 전송기술은 전자전송기술로는 한계가 있어 보인다. 그 이유 중에 하나가 전송속도가 증가할수록 전송거리가 크게 줄어들기 때문이다.
만약 실리콘 광집적 칩이 개발된다면 가격과 소비전력 및 소자 크기에 있어서 차세대 통신산업에 일대 혁신을 불러일으킬 것이다. 이러한 요건을 충족하는 소자로서, 현재는 실리콘 포토닉스(Silicon Photonics) 소자기술이 차지하고 있으며, 실리콘은 반도체 시장에서 가격과 전자소자 분야에서 집약된 기술적인 이점을 가지고 있어, 이를 이용한 광통신 분야에 적용한다면 저가이면서 양질의 광전 집적 소자 제공을 기대할 수 있다. 즉, 상기 실리콘 포토닉스 소자를 광통신 분야에 적용하면, 종래의 구리 케이블 대신 빛과 레이저를 이용하여 컴퓨터 간의 데이터 전송 속도를 현저히 높이고 전력 소모량도 줄일 수 있다.
소자 개발에 있어서, 성능향상과 비용절감을 위하여 집적화 과정을 수행하는데, 전자소자 분야에서는 많은 수의 동일한 트랜지스터를 한 칩에 집적시키는 단일 집적화기술이 사용된다. 이러한 단일 집적화 기술은 소자정렬과 계면 문제가 매우 적다. 이 경우에 정렬문제는 패턴 기술에 의해서만 좌우되고 비슷한 굴절률을 갖는 물질을 이용하기 때문에 계면에 의한 정보손실이 적은 장점이 있다.
반면에, 전자소자 분야와는 달리, 광소자 집적화는 서로 다른 기능을 하는 소자들을 집적한다. 이러한 이종 집적화는 실리콘을 제외한 다른 재료가 고가이기에 비용부분에서는 단일 집적화 기술에 비해 비싸 상용화에 어려움이 있으나, 서로 다른 재료로 된 소자를 동일 기판위에 집적하는 것으로 기능별 가장 우수한 소자들을 이용할 수 있다는 장점이 있다.
광전 집적화된 소자의 성능평가방법은 프리즘이나 그레이팅 또는 테이퍼를 이용한 웨이브가이드(waveguide)형 검사법을 이용하여 광손실이나 투과에 대한 정보를 얻는 방법이 있다. 이때, 광소자 평가에서 문제점이 될 수 있는 것은 결함 검사이다. 실제로 가이드와 클래딩층 사이의 굴절률 변화는 가장 잘 알려진 문제 중에 하나이며 이러한 변화는 결함이나 조성 및 두께 불균일 등에 의해 야기된다. 또 다른 문제점은 빛을 실리콘 칩과 결합시키는 것은 집적화에 있어서 어려운 기술이다. 특히, 광섬유와 웨이브가이드(waveguide) 사이의 광결합은 모드 불일치로 인해 가장 어렵다.
그의 일례로, 도 1은 종래 측면 광결합방식(Edge coupler)에서 렌즈가 있는 경우 광신호 전달경로의 모식도이고, 도 2는 종래 측면 광결합방식(Edge coupler)에서 렌즈가 없는 경우 광신호 전달경로의 모식도를 나타낸다.
측면 광결합방식(Edge coupler)은 광결합 과정에서 광섬유와 웨이브가이드(waveguide)간의 모드 불일치로 인해 불가피하게 광 손실이 발생한다. 이러한 광손실을 줄이기 위해 초점 렌즈(Focused lens)를 사용하여 광결합방식이 적용되나 이러한 방법은 제조비용을 증가시키는 요인이 된다.
상기 문제점은 효율적인 실리콘 광원이 개발된다면 어느 정도 극복되겠지만 현재로서는 다른 광원을 이용하는 이종 집적화 기술에서는 필연적으로 발생하게 된다.
이러한 문제점을 최소한 줄이기 위해서 테이퍼 기술을 적용하는데, 상기 기술은 광소자를 효과적으로 정렬하는 데에도 유용하다. 이 중에서도 유사 수직(pseudo-vertical) 테어피링 기술의 경우, 측벽 가도가 90도이고 팁의 크기가 500nm일 경우에 결합 손실률은 약 0.2dB 정도로 매우 작게 나타난다. 즉, 각도가 80도에서 90도로 향상될 경우, 손실은 거의 10분의 1로 줄어들게 된다.
도 3은 종래 그레이팅 광결합방식(Grating coupler)에 의한 광신호 전달경로의 모식도로서, 상기와 같이 그레이팅(grating) 광결합기는 광도파로(303)의 일측 단부에 격자를 형성하고, 광결합될 코어(201)를 상기 격자에서 출력된 광의 굴절각과 나란하도록 배치하여 광결합하는 것이다. 상기와 같은 그레이팅 광결합기의 경우 파장에 민감한 단점을 가지고 있으며, 광모듈 제작 시 높이가 증가하여 패키지가 커지는 단점을 가지고 있다.
상기 기술의 핵심은 테이퍼의 길이와 폭이다. 따라서, 손실을 줄이기 위해서는 테이퍼 팁의 폭을 줄여야 한다. 또한, 광전 집적화를 위해서는 실리콘 광원이 없는 이상 화합물 반도체 광원을 이용해야 하는데, 이때 레이저를 정렬시키는 기술이 중요하다.
정렬기술에는 두 가지가 있는데, 하나는 실시간으로 레이저 정렬을 조절하는 능동 조절법이다.
그러나, 상기 능동조절법의 경우 레이저를 조절하기 위해 필요한 전자소자들이 복잡하고 크기로 인한 문제점이 수반되는데, 쉽게 조정하기 위해서는 크기가 커야 하는 반면 정렬을 쉽게 하기 위해서는 작은 것이 유리하기 때문이다.
다른 방법은 정렬을 위한 전자소자가 필요 없는 수동 조절법이다. 이종 집적화의 단점인 고비용을 어느 정도 해결하기 위해서는 수동 조절법이 유리하다.
수동 조절법에서 레이저를 정렬시키는 것은 웨이브가이드(waveguide)의 크기, 모양, 시스템 등에 따라 다르지만, 보통 1㎛ 이하의 위치 정확성을 요구한다.
일반적으로 측면 레이저의 광모드는 근거리 영역(near field)에서 타원과 수평 모드이고, 원거리 영역(far field)에서 수직 모드이다. 반면, SOI waveguide는 비대칭 모드이다.
따라서, 레이저와 SOI 웨이브가이드(waveguide)의 모드 중첩을 증가시키기 위해서는 하나 또는 두 개의 광모드가 레이저에서 웨이브가이드로 전달되어야 한다.
특허문헌 1은 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈에 관한 발명으로, 실리콘 포토닉스의 측면 또는 내부에서의 광결합을 위해 광도파로에 격자를 형성하고, 실리콘 재질의 코어와 실리콘 옥사이드 재질의 클래딩 사이에 코어와 클래딩 사이의 굴절률을 가지는 굴절부재를 추가로 배치하여 측면 또는 내부에서의 광결합 효율을 높이는 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈을 제시하고 있다.
상기 특허문헌 1은 종래 그레이팅(grating) 광결합의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 발명으로서, 광모듈 제작 시 높이가 증가하여 패키지가 커지는 단점을 개선을 개선하고, 광결합을 높이기 위하여 안출된 발명으로 측면 또는 내부에서의 광결합 효율을 높일 수 있는 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈에 관한 발명이다.
또한, 특허문헌 2는 광 신호 결합장치에 관한 발명으로서, 주파수 대역폭이 향상된 그레이팅-투-그레이팅 커플러를 이용한 광 신호 커플링 장치 및 광 신호 커플링 방법에 관한 발명이다.
이에, 특허문헌 2에 따라 optical interconnects에서 광 신호의 결합 효율이 증가할 수 있고, 광 신호의 넓은 주파수 대역폭이 확보될 수 있으며. 효율 및 성능이 증가한 실리콘 3D 광 집적회로 및 LSI(Large-Scale Integration) 칩 구현이 가능하다고 개시하고 있다.
그러나 특허문헌 1 및 특허문헌 2는 그레이팅 광결합을 이용하여 광결합 효율을 높이고자 안출된 발명이나, 그레이팅 광결합은 비교적 큰 광정렬 허용오차와 파장에 민감한 통상의 방법이다.
이에, 본 발명자들은 종래 문제점을 해소하고자 노력한 결과, 그레이팅 광결합 방식과는 달리 광섬유에서 연결부위를 통해 광신호가 직접 전송되는 새로운 결합방식을 제공하는 것으로, 레이저를 사용하는 3D 나노 프린팅 기술을 이용하여 광감응성 폴리머 재질의 광섬유 연결부재를 제작하고 상기 연결부재에 광섬유를 삽입하여, 실리콘 포토닉스 칩과 외부 광섬유를 다이렉트 광결합하여, 광섬유에서 나오는 광신호의 손실없이 높은 광 전달 효율을 구현하므로 광통신 분야 및 소자분야 전반에 응용할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 3D 나노프린팅에 의해 제작된 광섬유 연결부재에 광섬유가 다이렉트 광결합된, 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실리콘 포토닉스 칩의 일측 말단부에 광신호 경로 방향으로 광섬유가 배치되고, 상기 실리콘 포토닉스 칩 상에 3D 나노프린팅에 의해 제작된 광섬유 연결부재가 접착되고, 상기 3D 나노프린팅에 의해 제작된 광섬유 연결부재에 상기 광섬유가 삽입되어 다이렉트 광결합된, 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명에 사용되는 광섬유는 코어중심으로 양면에 클래딩층 및 상기 클래딩층 외면에 코팅층이 형성되되, 상기 층을 포함한 단일모드 광섬유 기준, 125 내지 250㎛ 직경을 가지는 것이 바람직하다.
상기에서 광섬유 연결부재는 광감응성 폴리머 재질로 이루어진 것이며, 상기 광섬유 연결부재가 광섬유의 코어 및 클래딩층을 포함한 직경과 동일한 크기의 삽입구를 내부에 포함하고, 전반사가 가능한 구조로 제작된 것이다. 이때, 상기 광섬유의 코어 및 클래딩층을 포함한 직경이 100 내지 150㎛ 인 것이다.
본 발명은 실리콘 포토닉스 칩을 3D 나노프린팅 장비 홀더에 고정하고,
상기 실리콘 포토닉스 칩 상에 광반응성 폴리머 함유액을 올리고,
제작하고자 하는 3D 형상을 입력한 후 장비 내에서 레이저로 경화시켜 광섬유 연결부재를 제작하고,
상기 광섬유 연결부재에 광섬유를 삽입하고,
실리콘 포토닉스 칩 내부로 광신호를 전달하는 것으로 이루어진 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈의 제조방법을 제공한다.
상기에서, 제작하고자 하는 3D 형상은 3D 나노프린팅 기술의 특성상 다양한 형상으로 제작될 수 있으며 바람직하게는 상기 광섬유 연결부재가 광섬유의 코어 및 클래딩층을 포함한 직경과 동일한 크기의 삽입구를 포함한 전반사가 가능한 구조로 제작된 것이다.
이때, 상기 광섬유는 단일모드 광섬유 기준 125 내지 250㎛의 직경을 가지며, 더욱 바람직하게는 상기 광섬유의 코어 및 클래딩층을 포함한 직경이 100 내지 150㎛인 것이다.
본 발명에 따르면, 레이저를 사용하는 3D 나노 프린팅 기술을 이용하여 광감응성 폴리머 재질의 광섬유 연결부재를 제작하고 상기 연결부재에 광섬유를 삽입하여, 실리콘 포토닉스 칩과 외부 광섬유를 다이렉트 광결합함으로써, 광섬유에서 나오는 광신호의 손실을 최소화할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈은 전달 효율이 높아 광통신 분야 및 소자분야 전반에 응용될 수 있다.
또한, 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈의 소형화 구현이 가능하고, 간단한 구조로 이루어지므로 생산성이 향상되고, 제조 단가 절감을 기대할 수 있다.
도 1은 종래 측면 광결합방식(Edge coupler)에서 렌즈가 있는 경우 광신호 전달경로의 모식도이고,
도 2는 종래 측면 광결합방식(Edge coupler)에서 렌즈가 없는 경우 광신호 전달경로의 모식도이고,
도 3은 종래 그레이팅 광결합방식(Grating coupler)에 의한 광신호 전달경로의 모식도이고,
도 4는 본 발명의 광결합방식에 의한 광신호 전달경로의 모식도이고,
도 5는 본 발명의 광결합방식에 의한 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈을 정면에서 촬영한 사진이다.
도 2는 종래 측면 광결합방식(Edge coupler)에서 렌즈가 없는 경우 광신호 전달경로의 모식도이고,
도 3은 종래 그레이팅 광결합방식(Grating coupler)에 의한 광신호 전달경로의 모식도이고,
도 4는 본 발명의 광결합방식에 의한 광신호 전달경로의 모식도이고,
도 5는 본 발명의 광결합방식에 의한 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈을 정면에서 촬영한 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 광결합방식에 의한 광신호 전달경로의 모식도를 나타낸다. 도면을 중심으로 설명하면, 본 발명은 실리콘 포토닉스 칩(30)의 일측 말단부에 광신호 경로 방향으로 광섬유(20)가 수평 배치되고, 상기 실리콘 포토닉스 칩(30) 상에 3D 나노프린팅에 의해 제작된 광섬유 연결부재(10)가 접착되고, 상기 3D 나노프린팅에 의해 제작된 광섬유 연결부재(10)에 상기 광섬유(20)가 삽입되어 다이렉트 광결합된, 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명에 사용되는 광섬유(20)는 코어(21)중심으로 양면에 클래딩층(22) 및 상기 클래딩층 외면에 코팅층(23)이 형성된다. 이때, 단일모드 광섬유 기준, 상기 광섬유는 125 내지 250㎛ 직경을 가지는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 광섬유에서 외면의 코팅층을 벗겨낸 코어(21) 및 클래딩층(22)이 3D 나노프린팅에 의해 제작된 광섬유 연결부재(10)에 삽입되는데, 이때, 삽입되는 코어(21) 및 클래딩층(22)을 포함한 직경은 100 내지 150㎛이다.
도 5는 본 발명의 광결합방식에 의한 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈을 정면에서 촬영한 사진으로서, 3D 나노 프린팅 기술을 이용하여 제작된 광감응성 폴리머 재질의 광섬유 연결부재(10)에 직경 125㎛의 광섬유(20)가 삽입되어 다이렉트 연결된 것을 시각적으로 확인할 수 있다. 이때, 구체적인 실시형태는 코어(21) 9㎛ 및 상기 코어 양면에 형성된 클래딩층(22) 116㎛로 이루어진 광섬유이다.
본 발명에 있어서, 광신호는 광섬유를 통해 출력되며, 참고로 본 발명에서 기술하는 광섬유(20, 200)는 단일 모드 광섬유(single mode fiber)를 예시하여 설명하는 것이나 이에 한정되지 아니할 것이다.
본 발명에 따라, 광섬유(20, 200)가 레이저를 사용하는 3D 나노 프린팅에 의해 제작된 광감응성 폴리머 재질의 광섬유 연결부재에 삽입되며, 이때, 광섬유는 얇을수록 높은 전달 효율에 유리하고, 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈의 소형화가 가능하다.
본 발명에 있어서, 광섬유 연결부재(10)는 광감응성 폴리머 재질로 이루어진 것으로서, 통상 3D 프린팅 공정에 사용되는 IP-L, IP-G, IP-Dip 폴리머를 사용하고, 본 발명에서 실시형태로는 IP-L 폴리머를 사용하여 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈을 제작한다.
또한, 광감응성 폴리머 재질의 선택에 따라 삽입구(연결부위)의 굴절률을 변화시킬 수 있다.
본 발명은 레이저를 사용하는 3D 나노 프린팅 기술을 이용하여 광감응성 폴리머 재질의 광섬유 연결부재(10)를 제작한 것으로, 3D 프린팅 기술은 얇은 두께의 층을 반복적으로 적층해서 원하는 형상을 제작하는 것을 기본적 공정으로 하기 때문에, 수 ㎜∼수십 m 사이즈의 벌크 시제품 뿐만 아니라 수십 마이크로미터에서 나노 스케일의 정밀, 복잡 구조체를 제작할 수 있다.
따라서, 본 발명은 3D 나노 프린팅 기술을 이용함으로써, 다양한 형태로 구현하고 싶은 광섬유 연결부재(10)를 제작할 수 있다. 구체적으로, 상기 연결부재(10)는 광섬유의 코어(21) 및 클래딩층(22)이 삽입될 수 있도록, 상기 광섬유의 코어 및 클래딩층을 포함한 직경과 동일한 크기의 삽입구(11)를 내부에 포함하고, 전반사가 가능한 구조로 제작된다.
구체적으로 본 발명의 실시형태에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연결부재(10)가 광섬유의 코어(21) 및 클래딩층(22)이 연장 삽입될 수 있도록 제작될 수 있다.
다른 실시형태로는 상기 광섬유(20)가 코어(21)중심으로 양면에 클래딩층(22) 및 상기 클래딩층 외면에 코팅층(23)이 형성된 구조로서, 상기 층을 포함하는 광섬유 직경과 동일한 크기로 제작된 연결부재가 맞닿을 수 있고, 상기 연결부재 내부에 실질적으로 광섬유의 코어(21) 및 클래딩층이 삽입될 수 있는 삽입구(11')를 포함하여 제작할 수 있다.
본 발명의 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈에 있어서, 본 발명의 특징부 중심으로 설명하고 있으나, 실리콘 포토닉스 칩(30)을 설명하면, 실리콘 포토닉스 칩(30)의 실리콘 코어(31)는 광원으로부터 유입된 빛을 전달하고, 실리콘계 클래딩(32)은 상기 실리콘 코어(31)를 통과하는 빛의 손실을 방지하도록 구비된다.
상기 실리콘계 클래딩(32)은 실리콘 코어(31)보다 굴절률이 낮은 물질로 이루어지고 상기 실리콘 코어(31)의 외측을 감싸는 형태로 실리콘 코어(31) 주변에 형성된다. 상기한 바와 같이 실리콘계 클래딩(32)은 실리콘 코어(31)보다 낮은 굴절률을 구비하기 때문에 실리콘 코어(31)에서 광 신호가 진행할 때 임계각보다 큰 각도로 경계면에 부딪혀 전반사가 일어나게 된다. 따라서, 광 신호가 실리콘 코어(31)와 실리콘계 클래딩(32)의 경계면에 충돌 시, 굴절률이 큰 실리콘 코어(31) 밖으로 빠져나가지 못하고 계속 실리콘 코어(31) 내부를 따라 진행할 수 있다.
상기 실리콘 코어(31)는 실리콘(Si) 재질로 구비되고, 상기 실리콘계 클래딩(32)은 실리콘 옥사이드(SiO2)재질로 구비된다. 상기 실리콘 코어(31)는 비정질 실리콘(Armophous silicon) 또는 폴리 실리콘(poly-silicon)으로 형성되거나, 상기 비정질 실리콘(Armophous silicon) 또는 폴리 실리콘(poly-silicon)을 단결정화하여 형성될 수 있다. 상기 실리콘 코어(31)가 실리콘(Si) 재질로 구비되면 3.5의 굴절률을 갖고, 실리콘계 클래딩(32)이 실리콘 옥사이드(SiO2)재질로 구비되면 1.44의 굴절률을 갖는다.
이상의 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈은 광섬유에서 나오는 광신호의 손실을 최소화할 수 있으며, 그에 따라 높은 전달 효율을 구현할 수 있다.
나아가, 본 발명은 SOI(Silicon on Insulator) 웨이퍼를 사용한 실리콘 포토닉스 칩을 3D 나노프린팅 장비 홀더에 고정하고,
상기 실리콘 포토닉스 칩 상에 광반응성 폴리머 함유액을 올리고,
제작하고자 하는 3D 형상을 입력한 후 장비 내에서 레이저로 경화시켜 광섬유 연결부재를 제작하고,
상기 광섬유 연결부재에 광섬유를 삽입하고,
실리콘 포토닉스 칩 내부로 광신호를 전달하는 것으로 이루어진, 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈의 제조방법을 제공한다.
상기에서 실리콘 포토닉스 칩 상에 광반응성 폴리머 함유액은 나노 프린팅이기 때문에 한 방울 떨어뜨리는 정도로도 충분하다.
또한, 장비 내에서 레이저로 삽입구(연결부위)를 제작하며 디벨럽(developing) 공정을 통해 경화시켜 광섬유 연결부재를 제작한다.
본 발명의 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈의 제조방법을 통해, 제작하고자 하는 3D 형상은 3D 나노프린팅 기술의 특성상 마이크로, 나노 사이즈의 여러 형상 제작이 가능하다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 3D 나노 프린팅 기술을 이용하여 제작된 광섬유 연결부재가 광섬유의 코어 및 클래딩층을 포함한 직경과 동일한 크기의 삽입구를 포함하고, 전반사가 가능한 구조로 제작할 수 있다. 이때, 상기 광섬유의 코어 및 클래딩층을 포함한 직경이 100 내지 150㎛인 것이다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10: 광감응성 폴리머 재질의 광섬유 연결부재
11: 광섬유 삽입구
20, 200: 광섬유
21, 201: 코어
22, 202: 클래드층
23, 203: 코팅층
24: 렌즈
30, 300: 실리콘 포토닉스 칩(광소자)
31, 301: 실리콘 코어
32, 302: 실리콘계 클래딩
33, 303: 광도파로
11: 광섬유 삽입구
20, 200: 광섬유
21, 201: 코어
22, 202: 클래드층
23, 203: 코팅층
24: 렌즈
30, 300: 실리콘 포토닉스 칩(광소자)
31, 301: 실리콘 코어
32, 302: 실리콘계 클래딩
33, 303: 광도파로
Claims (8)
- 실리콘 포토닉스 칩의 일측 말단부에 광신호 경로 방향으로 광섬유가 배치되고,
상기 실리콘 포토닉스 칩 상에 3D 나노프린팅에 의해 제작된 광섬유 연결부재가 접착되고,
상기 3D 나노프린팅에 의해 제작된 광섬유 연결부재에 상기 광섬유가 삽입되어 다이렉트 광결합된, 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈. - 제1항에 있어서, 상기 광섬유 연결부재가 광감응성 폴리머 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈.
- 제1항에 있어서, 상기 광섬유가 코어중심으로 양면에 클래딩층 및 상기 클래딩층 외면에 코팅층이 형성되되, 상기 층을 포함한 광섬유 직경이 단일모드 광섬유 기준 125 내지 250㎛인 것을 특징으로 하는 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈.
- 제1항에 있어서, 상기 광섬유 연결부재가 광섬유의 코어 및 클래딩층을 포함한 직경과 동일한 크기의 삽입구를 포함하고, 전반사가 가능한 구조로 제작된 것을 특징으로 하는 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈.
- 제4항에 있어서, 상기 광섬유의 코어 및 클래딩층을 포함한 직경이 100 내지 150㎛ 인 것을 특징으로 하는 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈.
- 실리콘 포토닉스 칩을 3D 나노프린팅 장비 홀더에 고정하고,
상기 실리콘 포토닉스 칩 상에 광반응성 폴리머 함유액을 올리고,
제작하고자 하는 3D 형상을 입력한 후 장비 내에서 레이저로 경화시켜 광섬유 연결부재를 제작하고,
상기 광섬유 연결부재에 광섬유를 삽입하고,
실리콘 포토닉스 칩 내부로 광신호를 전달하는 것으로 이루어진 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈의 제조방법. - 제6항에 있어서, 상기 연결부재가 광섬유의 코어 및 클래딩층을 포함한 직경과 동일한 크기의 삽입구를 포함하고, 전반사가 가능한 구조로 제작된 것을 특징으로 하는 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 광섬유의 코어 및 클래딩층을 포함한 직경이 100 내지 150㎛ 인 것을 특징으로 하는 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190176533A KR20210083844A (ko) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 3ｄ 나노 프린팅을 이용한 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190176533A KR20210083844A (ko) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 3ｄ 나노 프린팅을 이용한 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210083844A true KR20210083844A (ko) | 2021-07-07 |
Family
ID=76862183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190176533A KR20210083844A (ko) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 3ｄ 나노 프린팅을 이용한 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210083844A (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140071098A (ko) | 2012-12-03 | 2014-06-11 | 한국전자통신연구원 | 실리콘 포토닉스 칩의 광결합 모듈 |
| KR20160145277A (ko) | 2015-06-10 | 2016-12-20 | 홍익대학교 산학협력단 | 주파수 대역폭이 향상된 그레이팅-투-그레이팅 커플러를 이용한 광 신호 커플링 장치 및 광 신호 커플링 방법 |
-
2019
- 2019-12-27 KR KR1020190176533A patent/KR20210083844A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
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| KR20160145277A (ko) | 2015-06-10 | 2016-12-20 | 홍익대학교 산학협력단 | 주파수 대역폭이 향상된 그레이팅-투-그레이팅 커플러를 이용한 광 신호 커플링 장치 및 광 신호 커플링 방법 |
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