KR20220076289A - single-photon source device and single-photon source system including the same - Google Patents

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고영호
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Abstract

본 발명은 단일 광자 광원 소자 및 그를 포함하는 단일 광자 광원 시스템을 개시한다. 그의 소자는 기판과, 기판 상에 일방향으로 연장하는 직선 도파로와, 상기 직선 도파로 상에 제공되고 제 1 점 결함을 갖는 제 1 결합 층과, 상기 제 1 점 결함에 인접하는 상기 제 1 결합 층 상에 제공되는 적어도 하나의 제 1 전극과, 상기 직선 도파로에 인접하여 상기 기판 상에 제공되는 링 도파로와, 상기 링 도파로 상에 제공되는 적어도 하나의 제 2 전극을 포함한다.The present invention discloses a single photon light source device and a single photon light source system comprising the same. A device thereof comprises a substrate, a straight waveguide extending in one direction on the substrate, a first coupling layer provided on the straight waveguide and having a first point defect, and on the first coupling layer adjacent to the first point defect at least one first electrode provided on the , a ring waveguide provided on the substrate adjacent to the linear waveguide, and at least one second electrode provided on the ring waveguide.

Figure P1020210116225
Figure P1020210116225

Description

단일 광자 광원 소자 및 그를 포함하는 단일 광자 광원 시스템{single-photon source device and single-photon source system including the same}Single-photon source device and single-photon source system including the same

본 발명은 단일 광자 광원 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 통신 파장 대역의 단일 광자 광원 소자 및 그를 포함하는 단일 광자 광원 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a single photon light source system, and more particularly, to a single photon light source device of a communication wavelength band and a single photon light source system including the same.

일반적으로 양자 암호 통신은 단일 광자의 광을 이용하여 정보를 주고받을 수 있다. 현재의 양자 암호 통신의 광원은 레이저 광의 세기를 단일 광자 또는 그 이하로 감쇄하여 사용하고 있다. 단일 광자 광원은 시간당 동시에 발생하는 광자가 한 개만 존재하여 완전한 보안성을 갖는 양자 암호 통신을 가능케 할 수 있다. In general, quantum cryptography communication can send and receive information by using the light of a single photon. The light source of the current quantum cryptography communication is used by attenuating the intensity of laser light to a single photon or less. A single photon light source can enable quantum cryptography communication with complete security as there is only one photon that occurs simultaneously per hour.

본 발명의 해결 과제는, 단일 광자의 추출 효율을 증가시킬 수 있는 단일 광자 광원 소자 및 그를 포함하는 단일 광자 광원 시스템을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a single photon light source device capable of increasing the extraction efficiency of a single photon and a single photon light source system including the same.

본 발명은 단일 광자 광원 소자를 개시한다. 그의 소자는 기판; 기판 상에 일방향으로 연장하는 직선 도파로; 상기 직선 도파로 상에 제공되고 제 1 점 결함을 갖는 제 1 결합 층; 상기 제 1 점 결함에 인접하는 상기 제 1 결합 층 상에 제공되는 적어도 하나의 제 1 전극; 상기 직선 도파로에 인접하여 제공되는 링 도파로; 및 상기 링 도파로 상에 제공되는 적어도 하나의 제 2 전극을 포함한다.The present invention discloses a single photon light source device. Its device includes a substrate; a straight waveguide extending in one direction on the substrate; a first coupling layer provided on the straight waveguide and having a first point defect; at least one first electrode provided on the first bonding layer adjacent the first point defect; a ring waveguide provided adjacent to the straight waveguide; and at least one second electrode provided on the ring waveguide.

일 예에 따르면, 상기 링 도파로 상에 제공되고, 제 2 점 결함을 갖는 제 2 결합 층을 더 포함할 수 있다.According to an example, a second coupling layer provided on the ring waveguide and having a second point defect may be further included.

일 예에 따르면, 상기 제 1 결합 층 및 상기 제 2 결합 층은 실리콘 탄화물을 포함할 수 있다.According to an example, the first bonding layer and the second bonding layer may include silicon carbide.

일 예에 따르면, 상기 제 1 점 결함 및 상기 제 2 점 결함은 실리콘 궁핍, 이중 궁핍, 또는 탄소 안티싸이트 궁핍 쌍을 포함할 수 있다.According to an example, the first point defect and the second point defect may include a silicon-deficient, double-deficient, or carbon antisite-deficient pair.

일 예에 따르면, 상기 링 도파로 및 상기 제 2 결합 층은 원형의 모양을 가질 수 있다.According to an example, the ring waveguide and the second coupling layer may have a circular shape.

일 예에 따르면, 상기 제 1 점 결함 및 상기 제 2 점 결함은 서로 인접하여 배치될 수 있다.According to an example, the first point defect and the second point defect may be disposed adjacent to each other.

일 예에 따르면, 상기 제 1 전극은 상기 제 1 점 결함의 일측에 제공되고, 상기 제 2 전극은 상기 제 2 점 결함의 타측에 제공되고, 상기 제 2 결합 층 및 상기 링 도파로 내에 배치될 수 있다. According to an example, the first electrode may be provided on one side of the first point defect, the second electrode may be provided on the other side of the second point defect, and may be disposed in the second coupling layer and the ring waveguide. have.

일 예에 따르면, 상기 제 1 결합 층은 배 모양을 가질 수 있다. According to an example, the first bonding layer may have a pear shape.

일 예에 따르면, 상기 직선 도파로 및 상기 링 도파로는 실리콘 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.According to an example, the linear waveguide and the ring waveguide may include silicon or silicon nitride.

일 예에 따르면, 상기 직선 도파로 및 상기 링 도파로 아래의 하부 클래드 층을 더 포함할 수 있다. 상기 하부 클래드 층은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.According to an example, a lower clad layer under the linear waveguide and the ring waveguide may be further included. The lower clad layer may include silicon oxide.

본 발명의 일 예에 따른 단일 광자 광원 소자는 기판; 상기 기판 상에 제공되는 하부 클래드 층; 상기 하부 클래드 층에 제공되고, 일방향으로 연장하는 직선 도파로; 상기 직선 도파로 상에 제공되고 제 1 점 결함을 갖는 제 1 결합 층; 상기 직선 도파로에 인접하여 제공되고, 상기 하부 클래드 층 상에 배치되는 링 도파로; 및 상기 링 도파로 상에 제공되고, 상기 제 1 점 결함에 인접한 제 2 점 결함을 갖는 제 2 결합 층을 포함한다.A single photon light source device according to an embodiment of the present invention includes a substrate; a lower clad layer provided on the substrate; a straight waveguide provided on the lower cladding layer and extending in one direction; a first coupling layer provided on the straight waveguide and having a first point defect; a ring waveguide provided adjacent to the straight waveguide and disposed on the lower clad layer; and a second coupling layer provided on the ring waveguide and having a second point defect adjacent the first point defect.

일 예에 따르면, 상기 직선 도파로 및 상기 링 도파로 외곽의 상기 하부 클래드 층 상에 제공되는 상부 클래드 층을 더 포함할 수 있다.According to an example, an upper clad layer provided on the lower clad layer outside the linear waveguide and the ring waveguide may be further included.

일 예에 따르면, 상기 제 1 점 결함의 일측의 상기 제 1 결합 층 및 상기 상부 클래드 층 상에 제공되는 제 1 전극을 더 포함할 수 있다.According to an example, a first electrode provided on the first bonding layer and the upper clad layer on one side of the first point defect may be further included.

일 예에 따르면, 상기 제 1 전극과 마주하여 배치되고, 상기 제 2 점 결함의 타측의 상기 제 2 결합 층 및 상기 상부 클래드 층 상에 제공되는 제 2 전극을 더 포함할 수 있다.According to an example, a second electrode disposed to face the first electrode and provided on the second bonding layer and the upper cladding layer on the other side of the second point defect may be further included.

일 예에 따르면, 상기 상부 클래드 층 및 상기 하부 클래드 층은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.In one example, the upper clad layer and the lower clad layer may include silicon oxide.

본 발명의 일 예에 따른 단일 광자 광원 시스템은 제 1 광을 제공하는 제 1 광원; 및 상기 제 1 광원의 일측에 제공되고, 상기 제 1 광을 이용하여 단일 광자를 생성하는 단일 광자 광원을 포함한다. 여기서, 상기 단일 광자 광원 소자는: 기판; 기판 상에 일방향으로 연장하는 직선 도파로; 상기 직선 도파로 상에 제공되고 제 1 점 결함을 갖는 제 1 결합 층; 상기 제 1 점 결함에 인접하는 상기 제 1 결합 층 상에 제공되는 적어도 하나의 제 1 전극; 상기 직선 도파로에 인접하여 제공되는 링 도파로; 및 상기 링 도파로 상에 제공되는 적어도 하나의 제 2 전극을 포함할 수 있다. A single photon light source system according to an embodiment of the present invention includes a first light source providing a first light; and a single photon light source provided on one side of the first light source and generating a single photon using the first light. Here, the single photon light source device includes: a substrate; a straight waveguide extending in one direction on the substrate; a first coupling layer provided on the straight waveguide and having a first point defect; at least one first electrode provided on the first bonding layer adjacent the first point defect; a ring waveguide provided adjacent to the straight waveguide; and at least one second electrode provided on the ring waveguide.

일 예에 따르면, 상기 제 1 광원에 인접하여 제공되고, 제 2 광을 제공하는 제 2 광원을 더 포함할 수 있다.According to an example, a second light source provided adjacent to the first light source and providing a second light may be further included.

일 예에 따르면, 상기 제 1 광원 및 상기 제 2 광원은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다.According to an example, the first light source and the second light source may include a light emitting diode or a laser diode.

일 예에 따르면, 상기 제 1 광원과 상기 제 2 광원 사이에 제공되는 빔 스플리터를 더 포함할 수 있다.According to an example, a beam splitter provided between the first light source and the second light source may be further included.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 단일 광자 광원 소자는 제 1 결합 층 내의 제 1 점 결함을 이용하여 단일 광자의 추출을 증가시킬 수 있다. As described above, the single photon light source device according to an embodiment of the present invention may increase extraction of a single photon by using the first point defect in the first coupling layer.

도 1은 본 발명의 개념에 따른 단일 광자 광원 시스템의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선상을 절취하여 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 개념에 따른 단일 광자 광원 시스템의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 1의 단일 광자 광원 소자의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 1의 단일 광자 광원 소자의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 1의 단일 광자 광원 소자의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 2의 단일 광자 광원 소자의 제조 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 8 내지 도 11은 도 2의 단일 광자 광원 소자의 공정 단면도들이다. 1 is a plan view showing an example of a single photon light source system according to the concept of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 1 .
3 is a plan view illustrating an example of a single photon light source system according to the concept of the present invention.
4 is a plan view illustrating an example of the single photon light source device of FIG. 1 .
FIG. 5 is a plan view illustrating an example of the single photon light source device of FIG. 1 .
6 is a plan view illustrating an example of the single photon light source device of FIG. 1 .
7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the single photon light source device of FIG. 2 .
8 to 11 are process cross-sectional views of the single photon light source device of FIG. 2 .

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당 업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein, and may be embodied in different forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 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 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 명세서 내에서 광 통신 분야에서 주로 사용되는 의미로 이해될 수 있을 것이다. 바람직한 실시 예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, a referenced component, step, operation and/or apparatus includes and/or includes excludes the presence or addition of one or more other components, steps, operations and/or elements. I never do that. In addition, it may be understood as meaning mainly used in the field of optical communication within the specification. Since it is according to a preferred embodiment, reference signs provided in the order of description are not necessarily limited to the order.

위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.The contents described above are specific examples for carrying out the present invention. The present invention will include not only the above-described embodiments, but also simple design changes or easily changeable embodiments. In addition, the present invention will also include techniques that can be easily modified and implemented in the future using the above-described embodiments.

도 1은 본 발명의 개념에 따른 단일 광자 광원 시스템(100)의 일 예를 보여준다. 1 shows an example of a single photon light source system 100 according to the inventive concept.

도 1을 참조하면, 본 발명의 단일 광자 광원 시스템(100)은 제 1 광원들(10) 및 단일 광자 광원 소자(20)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the single photon light source system 100 of the present invention may include first light sources 10 and a single photon light source device 20 .

제 1 광원들(10)의 각각은 제 1 광(12)을 생성하여 단일 광자 광원 소자(20)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 제 1 광원들(10)은 발광 다이오드(light emitting diode) 또는 레이저 다이오드(laser diode)를 포함할 수 있다. 제 1 광(12)은 서로 다른 복수개의 파장들을 가질 수 있다. 제 1 광(12)은 레이저 광의 펌프 광 또는 여기 광일 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.Each of the first light sources 10 may generate and provide the first light 12 to the single photon light source device 20 . For example, the first light sources 10 may include a light emitting diode or a laser diode. The first light 12 may have a plurality of different wavelengths. The first light 12 may be a pump light or an excitation light of laser light, but the present invention is not limited thereto.

제 1 광원들(10) 사이에 빔 스플리터(13)가 제공될 수 있다. 빔 스플리터(13)는 제 1 광(12)의 일 부분을 단일 광자 광원 소자(20) 투과하고, 상기 제 1 광의 다른 부분을 상기 단일 광자 광원 소자(20)에 반사할 수 있다.A beam splitter 13 may be provided between the first light sources 10 . The beam splitter 13 may transmit a portion of the first light 12 to the single photon light source device 20 and reflect another portion of the first light to the single photon light source device 20 .

단일 광자 광원 소자(20)는 제 1 광(12)을 이용하여 단일 광자(14)를 생성할 수 있다. 단일 광자(14)는 단일 광자 수준의 광 신호일 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. The single photon light source device 20 may generate a single photon 14 using the first light 12 . The single photon 14 may be a single photon level optical signal, but the present invention is not limited thereto.

도 2는 도 1의 I-I' 선상을 절취하여 보여준다. FIG. 2 is a cutaway view taken along line II′ of FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 단일 광자 광원 소자(20)는 기판(21), 하부 클래드 층(23), 직선 도파로(22), 제 1 결합 층(coupled layer, 24), 링 도파로(26), 제 1 전극들(28), 및 제 2 전극(29)을 포함할 수 있다. 1 and 2 , the single photon light source device 20 includes a substrate 21 , a lower clad layer 23 , a straight waveguide 22 , a first coupled layer 24 , and a ring waveguide 26 . ), the first electrodes 28 , and the second electrode 29 .

기판(21)은 하부 클래드 층(23), 직선 도파로(22) 및 링 도파로(26)를 지지할 수 있다. 기판(21)은 실리콘 웨이퍼를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. The substrate 21 may support the lower clad layer 23 , the straight waveguide 22 , and the ring waveguide 26 . The substrate 21 may include a silicon wafer, but the present invention is not limited thereto.

하부 클래드 층(23)은 기판(21) 상에 제공될 수 있다. 하부 클래드 층(23)은 실리콘 산화물(SiO2)을 포함할 수 있다. 하부 클래드 층(23)은 직선 도파로(22) 및 링 도파로(26)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. The lower clad layer 23 may be provided on the substrate 21 . The lower clad layer 23 may include silicon oxide (SiO 2 ). The lower clad layer 23 may have a refractive index lower than that of the straight waveguide 22 and the ring waveguide 26 .

직선 도파로(22)는 기판(21) 및 하부 클래드 층(23) 상에 제공될 수 있다. 직선 도파로(22)은 기판(21) 및 하부 클래드 층(23)의 일측에서 타측까지 일 방향으로 연장할 수 있다. 직선 도파로(22)는 하부 클래드 층(23)의 굴절률보다 높은 굴절률을 가질 수 있다. 직선 도파로(22)는 결정 실리콘 및/또는 에피텍셜 실리콘을 포함할 수 있다. 이와 달리, 직선 도파로(22)는 실리콘 질화물(SiN)을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 직선 도파로(22)는 약 50 nm 내지 약 1㎛이하의 폭 및 두께를 가질 수 있다. The straight waveguide 22 may be provided on the substrate 21 and the lower clad layer 23 . The straight waveguide 22 may extend from one side of the substrate 21 and the lower clad layer 23 to the other side in one direction. The straight waveguide 22 may have a refractive index higher than that of the lower clad layer 23 . The straight waveguide 22 may include crystalline silicon and/or epitaxial silicon. Alternatively, the straight waveguide 22 may include silicon nitride (SiN), but the present invention is not limited thereto. For example, the straight waveguide 22 may have a width and thickness of about 50 nm to about 1 μm or less.

제 1 결합 층(24)은 직선 도파로(22) 상에 제공될 수 있다. 제 1 결합 층(24)은 평면적 관점에서 배 모양을 가질 수 있다. 제 1 결합 층(24)은 결정 실리콘 탄화물(SiC) 또는 에피텍셜 실리콘 탄화물을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제 1 결합 층(24)은 도전성 불순물로 도핑될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일 예에 따르면, 제 1 결합 층(24)은 제 1 점 결함(point defect, 25)을 가질 수 있다. The first coupling layer 24 may be provided on the straight waveguide 22 . The first bonding layer 24 may have a pear shape in plan view. The first bonding layer 24 may include crystalline silicon carbide (SiC) or epitaxial silicon carbide. Although not shown, the first bonding layer 24 may be doped with conductive impurities, and the present invention is not limited thereto. According to an example, the first bonding layer 24 may have a first point defect 25 .

제 1 점 결함(25)은 제 1 결합 층(24) 내에 제공될 수 있다. 제 1 점 결함(25)은 실리콘 궁핍(silicon vacancy), 이중 궁핍(di-vacancy), 또는 탄소 안티싸이트 궁핍 쌍(Carbon Antisite-Vacancy pair)을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제 1 점 결함(25)은 제 1 광(12)을 흡수하여 단일 광자(14)의 이득(gain)을 획득할 수 있다. 또한, 제 1 점 결함(25)은 제 1 전극들(28) 사이의 전기장(미도시)을 이용하여 단일 광자(14)의 이득을 획득할 수 있다. 이와 달리, 제 1 점 결함(25)은 단일 광자(14)를 생성할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 단일 광자 광원 소자(20)는 제 1 점 결함(25)을 이용하여 단일 광자(14)의 추출 효율을 증가시킬 수 있다.A first point defect 25 may be provided in the first bonding layer 24 . The first point defect 25 may include a silicon vacancy, a di-vacancy, or a Carbon Antisite-Vacancy pair, but the present invention is not limited thereto. The first point defect 25 may absorb the first light 12 to obtain a gain of a single photon 14 . Also, the first point defect 25 may obtain a gain of a single photon 14 by using an electric field (not shown) between the first electrodes 28 . Alternatively, the first point defect 25 may produce a single photon 14, but the present invention is not limited thereto. Accordingly, the single photon light source device 20 of the present invention can increase the extraction efficiency of the single photon 14 by using the first point defect 25 .

직선 도파로(22) 및 제 1 결합 층(24) 외곽의 하부 클래드 층(23) 상에 상부 클래드 층(27)이 제공될 수 있다. 상부 클래드 층(27)은 링 도파로(26)의 외곽 및 내부에 제공될 수 있다. 상부 클래드 층(27)은 하부 클래드 층(23)의 굴절률과 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 상부 클래드 층(27)은 실리콘 산화물(SiO2)을 포함할 수 있다. An upper clad layer 27 may be provided on the lower clad layer 23 outside the straight waveguide 22 and the first coupling layer 24 . The upper clad layer 27 may be provided outside and inside the ring waveguide 26 . The upper clad layer 27 may have the same refractive index as that of the lower clad layer 23 . The upper clad layer 27 may include silicon oxide (SiO 2 ).

제 1 전극들(28)은 제 1 점 결함(25) 양측들의 제 1 결합 층(24) 및 상부 클래드 층 상에 제공될 수 있다. 제 1 전극들(28)은 제 1 전원 전압(미도시)을 제 1 점 결함(25)에 제공하여 단일 광자(14)를 생성시킬 수 있다. 즉, 제 1 결합 층(24), 제 1 점 결함(25) 및 제 1 전극들(28)은 단일 광자(14)의 공진기로서 기능할 수 있다. 제 1 전극들(28)은 티타늄(Ti), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 금(Au)의 금속을 포함할 수 있다. 제 1 전극들(28)의 각각은 약 500nm이하의 폭을 가질 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. The first electrodes 28 may be provided on the first bonding layer 24 and the upper clad layer on both sides of the first point defect 25 . The first electrodes 28 may provide a first supply voltage (not shown) to the first point defect 25 to generate a single photon 14 . That is, the first coupling layer 24 , the first point defect 25 , and the first electrodes 28 may function as a resonator for a single photon 14 . The first electrodes 28 may include metals of titanium (Ti), platinum (Pt), nickel (Ni), and gold (Au). Each of the first electrodes 28 may have a width of about 500 nm or less, but the present invention is not limited thereto.

링 도파로(26)는 직선 도파로(22)에 인접하여 제공될 수 있다. 링 도파로(26)는 평면적 관점에서 원형의 링 모양을 가질 수 있다. 링 도파로(26)는 직선 도파로(22)의 재질과 동일한 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 링 도파로(26)는 결정 실리콘 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 링 도파로(26)는 약 50 nm 내지 약 1㎛이하의 폭 및 두께를 가질 수 있다. 링 도파로(26)는 단일 광자(14)의 공진기로서 기능할 수 있다. The ring waveguide 26 may be provided adjacent to the straight waveguide 22 . The ring waveguide 26 may have a circular ring shape in a plan view. The ring waveguide 26 may include the same material as that of the straight waveguide 22 . For example, the ring waveguide 26 may include crystalline silicon or silicon nitride. The ring waveguide 26 may have a width and a thickness of about 50 nm to about 1 μm or less. The ring waveguide 26 may function as a resonator for a single photon 14 .

제 2 전극(29)은 링 도파로(26) 상에 제공될 수 있다. 제 2 전극(29)는 링 도파로(26) 내에 제 2 전원 전압(미도시)을 제공하여 단일 광자(14)의 파장을 가변(tune)할 수 있다. 링 도파로26) 및 제 2 전극(29)은 파장 변환기 및 파장 가변기(tuner)로서 기능할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.The second electrode 29 may be provided on the ring waveguide 26 . The second electrode 29 may provide a second power supply voltage (not shown) within the ring waveguide 26 to tune the wavelength of the single photon 14 . The ring waveguide 26 and the second electrode 29 may function as a wavelength converter and a wavelength tuner, but the present invention is not limited thereto.

도 3은 본 발명의 개념에 따른 단일 광자 광원 시스템(100)의 일 예를 보여준다. 3 shows an example of a single photon light source system 100 according to the inventive concept.

도 3을 참조하면, 본 발명의 단일 광자 광원 시스템(100)은 제 2 광원(16)을 더 포함할 수 있다. 제 2 광원(16)은 제 1 광원(10)과 직선 도파로(22) 사이에 제공될 수 있다. 제 2 광원(16)은 제 1 광원(10)과 다르거나 동일할 수 있다. 제 2 광원(16)은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다. 제 2 광원(16)은 직선 도파로(22) 내에 제 2 광(18)을 제공하여 제 1 결합 층(24) 내에 단일 광자(14)를 생성시킬 수 있다. 제 2 광(18)은 제 1 광(12)의 파장과 다른 파장을 가질 수 있다. 이와 달리, 제 2 광(18)은 제 1 광(12)의 파장과 동일한 파장을 가질 수 있다. 제 1 광원들(10) 사이 및 제 1 광원들(10)과 제 2 광원(16) 사이에 빔 스플리터들(13) 또는 이색 미러들이 제공될 수 있다. 빔 스플리터들(13)은 제 1 광(12)을 직선 도파로(22)에 투과하고, 제 2 광(18)을 직선 도파로(22)에 반사할 수 있다. 제 2 광(18)은 제 1 점 결함(25) 내의 전기장 없이 단일 광자(14)을 제 1 결합 층(24) 내에 생성시킬 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2의 제 1 전극들(28)은 제 2 광원(16)의 제 2 광(18)에 의해 제거 및/또는 생략될 수 있다. Referring to FIG. 3 , the single photon light source system 100 of the present invention may further include a second light source 16 . The second light source 16 may be provided between the first light source 10 and the straight waveguide 22 . The second light source 16 may be different or the same as the first light source 10 . The second light source 16 may include a light emitting diode or a laser diode. The second light source 16 may provide a second light 18 within the straight waveguide 22 to produce a single photon 14 within the first coupling layer 24 . The second light 18 may have a wavelength different from that of the first light 12 . Alternatively, the second light 18 may have the same wavelength as that of the first light 12 . Beam splitters 13 or dichroic mirrors may be provided between the first light sources 10 and between the first light sources 10 and the second light source 16 . The beam splitters 13 may transmit the first light 12 to the linear waveguide 22 and reflect the second light 18 to the linear waveguide 22 . The second light 18 can generate a single photon 14 in the first coupling layer 24 without an electric field in the first point defect 25 . That is, the first electrodes 28 of FIGS . 1 and 2 may be removed and/or omitted by the second light 18 of the second light source 16 .

하부 클래드 층(23), 직선 도파로(22), 제 1 결합 층(24), 링 도파로(26), 및 제 2 전극(29)은 도 1과 동일하게 구성될 수 있다. The lower clad layer 23 , the straight waveguide 22 , the first coupling layer 24 , the ring waveguide 26 , and the second electrode 29 may be configured in the same manner as in FIG. 1 .

도 4는 도 1의 단일 광자 광원 소자(20)의 일 예를 보여준다. FIG. 4 shows an example of the single photon light source device 20 of FIG. 1 .

도 4를 참조하면, 단일 광자 광원 소자(20)는 제 2 결합 층(30)을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the single photon light source device 20 may further include a second coupling layer 30 .

제 2 결합 층(30)은 링 도파로(26) 상에 제공될 수 있다. 제 2 결합 층(30)은 링 도파로(26)와 동일한 모양을 가질 수 있다. 제 2 결합 층(30)은 평면적 관점에서 원형의 링 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 결합 층(30)은 실리콘 탄화물(silicon carbide)을 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 제 2 결합 층(30)은 제 2 점 결함(31)을 가질 수 있다. 제 2 점 결함(31)은 제 2 결합 층(30)의 일측 내에 제공될 수 있다. 제 2 점 결함(31)은 도 1의 제 1 점 결함(25)과 동일할 수 있다. 예를 들어, 제 2 점 결함(31)은 실리콘 궁핍(silicon vacancy), 이중 궁핍(di-vacancy), 또는 탄소 안티싸이트 궁핍 쌍(Carbon Antisite-Vacancy pair)을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.The second coupling layer 30 may be provided on the ring waveguide 26 . The second coupling layer 30 may have the same shape as the ring waveguide 26 . The second bonding layer 30 may have a circular ring shape in a plan view. For example, the second bonding layer 30 may include silicon carbide. According to an example, the second bonding layer 30 may have a second point defect 31 . The second point defect 31 may be provided in one side of the second bonding layer 30 . The second point defect 31 may be the same as the first point defect 25 of FIG. 1 . For example, the second point defect 31 may include a silicon vacancy, a di-vacancy, or a Carbon Antisite-Vacancy pair, and the present invention relates to this. not limited

제 2 전극들(29)은 제 2 점 결함(31) 양측들 상의 제 2 결합 층(30) 상에 제공될 수 있다. 제 2 전극들(29) 내에 제 2 전원 전압이 제공되면, 제 2 전극들(29)은 제 2 점 결함(31) 내에 전기장을 유도하여 단일 광자(14)를 생성시킬 수 있다. 제 2 점 결함(31) 및 제 2 전극들(29)은 단일 광자(14)의 공진기로서 기능할 수 있다. 나아가, 제 2 결합 층(30), 제 2 점 결함(31) 및 제 2 전극들(29)은 도 1의 제 1 결합 층(24), 제 1 점 결함(25) 및 제 1 전극(28)을 제거 및/또는 생략시킬 수 있다. The second electrodes 29 may be provided on the second bonding layer 30 on both sides of the second point defect 31 . When a second power supply voltage is provided in the second electrodes 29 , the second electrodes 29 can induce an electric field in the second point defect 31 to generate a single photon 14 . The second point defect 31 and the second electrodes 29 may function as a resonator for a single photon 14 . Furthermore, the second bonding layer 30 , the second point defect 31 and the second electrodes 29 are the first bonding layer 24 , the first point defect 25 and the first electrode 28 of FIG. 1 . ) may be removed and/or omitted.

하부 클래드 층(23) 및 직선 도파로(22)는 도 1과 동일하게 구성될 수 있다. The lower clad layer 23 and the straight waveguide 22 may be configured in the same manner as in FIG. 1 .

도 5는 도 1의 단일 광자 광원 소자(20)의 일 예를 보여준다. FIG. 5 shows an example of the single photon light source device 20 of FIG. 1 .

도 5를 참조하면, 단일 광자 광원 소자(20)의 제 1 결합 층(24) 및 제 2 결합 층(30)은 서로 근접하여 배치될 수 있다. 제 1 결합 층(24) 및 제 2 결합 층(30)은 제 1 점 결함(25) 및 제 2 점 결함(31)을 각각 가질 수 있다. 제 1 점 결함(25) 및 제 2 점 결함(31)은 서로 인접하여 제공될 수 있다. 제 1 점 결함(25)은 제 1 결합 층(24)의 실리콘 궁핍, 이중 궁핍, 또는 탄소 안티싸이트 궁핍 쌍을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 점 결함(31)은 실리콘 궁핍, 이중 궁핍, 또는 탄소 안티싸이트 궁핍 쌍을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the first coupling layer 24 and the second coupling layer 30 of the single photon light source device 20 may be disposed adjacent to each other. The first bonding layer 24 and the second bonding layer 30 may have a first point defect 25 and a second point defect 31 , respectively. The first point defect 25 and the second point defect 31 may be provided adjacent to each other. The first point defects 25 may include silicon depleted, double depleted, or carbon antisite depleted pairs of the first bonding layer 24 . Likewise, second point defects 31 may include silicon depleted, double depleted, or carbon antisite depleted pairs.

제 1 전극(28)은 제 1 점 결함(25) 일측에 제공되고, 제 2 전극(29)은 제 2 점 결함(31) 타측의 링 도파로(26) 내에 제공될 수 있다. 제 1 전극(28)은 제 1 점 결함(25) 일측의 제 1 결합 층(24) 및 상부 클래드 층(27) 상에 제공될 수 있다. 제 2 전극(29)는 제 2 점 결함(31) 타측의 제 2 결합 층(30) 및 상부 클래드 층(27) 상에 제공될 수 있다.The first electrode 28 may be provided at one side of the first point defect 25 , and the second electrode 29 may be provided in the ring waveguide 26 at the other side of the second point defect 31 . The first electrode 28 may be provided on the first bonding layer 24 and the upper clad layer 27 on one side of the first point defect 25 . The second electrode 29 may be provided on the second bonding layer 30 and the upper cladding layer 27 on the other side of the second point defect 31 .

제 1 점 결함(25) 및 제 2 점 결함(31)은 제 1 전극(28) 및 제 2 전극(29) 사이에 제공될 수 있다. The first point defect 25 and the second point defect 31 may be provided between the first electrode 28 and the second electrode 29 .

제 1 전극(28) 및 제 2 전극(29)에 전원 전압이 제공되면, 제 1 점 결함(25)은 단일 광자(14)의 이득을 생성할 수 있다. 제 2 점 결함(31)은 단일 광자(14)의 파장을 가변 및/또는 변화시킬 수 있다. When a supply voltage is applied to the first electrode 28 and the second electrode 29 , the first point defect 25 can produce a gain of a single photon 14 . The second point defect 31 may vary and/or change the wavelength of a single photon 14 .

제 1 결합 층(24) 및 제 2 결합 층(30)은 도 1의 직선 도파로(22) 및 링 도파로(26)은 도 1과 동일하게 구성될 수 있다.The first coupling layer 24 and the second coupling layer 30 may have the same configuration as the linear waveguide 22 and the ring waveguide 26 of FIG. 1 .

도 6은 도 1의 단일 광자 광원 소자(20)의 일 예를 보여준다. FIG. 6 shows an example of the single photon light source device 20 of FIG. 1 .

도 6을 참조하면, 단일 광자 광원 소자(20)의 제 1 결합 층(24) 및 제 2 결합 층(30)은 도 1의 직선 도파로(22) 및 링 도파로(26)와 동일한 모양을 가질 수 있다. 제 1 결합 층(24)은 직선 모양을 가질 수 있다. 제 2 결합 층(30)은 링 모양을 가질 수 있다. Referring to FIG. 6 , the first coupling layer 24 and the second coupling layer 30 of the single photon light source device 20 may have the same shape as the straight waveguide 22 and the ring waveguide 26 of FIG. 1 . have. The first bonding layer 24 may have a straight shape. The second bonding layer 30 may have a ring shape.

제 1 전극(28)은 제 1 결합 층(24) 내의 제 1 점 결함(25)의 양측 상에 제공될 수 있다. 제 2 전극(29)은 제 2 결합 층(30) 내의 제 2 점 결함(31)의 양측 상에 제공될 수 있다. The first electrode 28 may be provided on both sides of the first point defect 25 in the first bonding layer 24 . The second electrode 29 may be provided on both sides of the second point defect 31 in the second bonding layer 30 .

도시되지는 않았지만, 제 1 결합 층(24) 및 제 2 결합 층(30)은 도 1의 직선 도파로(22) 및 링 도파로(26) 상에 각각 제공될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. Although not shown, the first coupling layer 24 and the second coupling layer 30 may be respectively provided on the straight waveguide 22 and the ring waveguide 26 of FIG. 1 , but the present invention is not limited thereto. .

도 7은 도 2의 단일 광자 광원 소자(20)의 제조 방법을 보여준다. 도 8 내지 도 11은 도 2의 단일 광자 광원 소자(20)의 공정 단면도들이다. FIG. 7 shows a method of manufacturing the single photon light source device 20 of FIG. 2 . 8 to 11 are process cross-sectional views of the single photon light source device 20 of FIG. 2 .

도 7 및 도 8을 참조하면, 기판(21)을 준비한다(S10). 기판(21)은 결정 실리콘을 포함할 수 있다. 기판(21) 상에 하부 클래드 층(23) 및 도파로 층(22a)이 형성될 수 있다. 하부 클래드 층(23)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 도파로 층(22a)은 결정 실리콘을 포함할 수 있다. 이와 달리, 기판(21), 하부 클래드 층(23) 및 도파로 층(22a)은 SOI(Silicon On Isolator) 기판으로서 준비될 수 있다. 7 and 8 , the substrate 21 is prepared (S10). The substrate 21 may include crystalline silicon. A lower clad layer 23 and a waveguide layer 22a may be formed on the substrate 21 . The lower clad layer 23 may include silicon oxide. The waveguide layer 22a may include crystalline silicon. Alternatively, the substrate 21 , the lower clad layer 23 , and the waveguide layer 22a may be prepared as a silicon on isolator (SOI) substrate.

도 7 및 도 9를 참조하면, 결합 층(24a)을 형성한다(S20). 결합 층(24a)은 유기금속기상증착방법 형성된 결정 실리콘 탄화물 및/또는 에피텍셜 실리콘 탄화물을 포함할 수 있다. 일 예로, 결합 층(24a)은 제 1 점 결함(25)을 가질 수 있다. 제 1 점 결함(25)은 광학 현미경 또는 전자현미경에 의해 계측될 수 있다. 7 and 9 , a bonding layer 24a is formed (S20). The bonding layer 24a may include crystalline silicon carbide and/or epitaxial silicon carbide formed by an organometallic vapor deposition method. As an example, the bonding layer 24a may have a first point defect 25 . The first point defect 25 may be measured by an optical microscope or an electron microscope.

다음, 제 1 점 결함(25)에 대해 좌표 마커(33)를 형성한다(S30). 좌표 마커(33)는 제 1 점 결함(25)의 위치를 표시할 수 있다. 좌표 마커(33)는 실리콘 질화물(SiN), 및 실리콘 산화물(SiO2)의 유전체를 포함할 수 있다. 이와 달리, 좌표 마커(33)는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 또는 금(Au)의 금속을 포함할 수 있으며 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도시되지는 않았지만, 좌표 마커(33)는 격자 모양을 가질 수 있다. 좌표 마커(33)는 약 5㎛ 내지 약 100㎛의 이격 거리를 갖도록 형성될 수 있다. Next, a coordinate marker 33 is formed for the first point defect 25 (S30). The coordinate marker 33 may mark the position of the first point defect 25 . The coordinate marker 33 may include a dielectric material of silicon nitride (SiN) and silicon oxide (SiO 2 ). Alternatively, the coordinate marker 33 may include a metal of titanium (Ti), chromium (Cr), or gold (Au), but the present invention is not limited thereto. Although not shown, the coordinate markers 33 may have a grid shape. The coordinate markers 33 may be formed to have a separation distance of about 5 μm to about 100 μm.

도 7 및 도 10을 참조하면, 제 1 결합 층(24)을 패터닝한다(S40). 제 1 결합 층(24)은 전자 빔 리소그래피 공정 또는 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝될 수 있다. 제 1 결합 층(24)은 제 1 점 결함(25)을 가질 수 있다. 제 1 결합 층(24)은 전이방법(transferring method)으로 형성된 결정 실리콘 탄화물 및/또는 에피텍셜 실리콘 탄화물을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 7 and 10 , the first bonding layer 24 is patterned (S40). The first bonding layer 24 may be patterned by an electron beam lithography process or a photolithography process. The first bonding layer 24 may have a first point defect 25 . The first bonding layer 24 may include crystalline silicon carbide and/or epitaxial silicon carbide formed by a transfer method, but the present invention is not limited thereto.

다음, 직선 도파로(22) 및 링 도파로(26)를 형성한다(S50). 직선 도파로(22) 및 링 도파로(26)는 도파로 층(22a)의 전자 빔 리소그래피 공정에 의해 형성될 수 있다. 이와 달리, 직선 도파로(22) 및 링 도파로(26)는 포토리소그래피 공정, 및 식각 공정에 의해 형성될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 직선 도파로(22)는 제 1 결합 층(24)의 폭보다 넓은 폭을 가질 수 있다. 하부 클래드 층(23)은 직선 도파로(22) 및 링 도파로(26)의 외곽에 노출될 수 있다. Next, the linear waveguide 22 and the ring waveguide 26 are formed (S50). The straight waveguide 22 and the ring waveguide 26 may be formed by an electron beam lithography process of the waveguide layer 22a. Alternatively, the straight waveguide 22 and the ring waveguide 26 may be formed by a photolithography process and an etching process, but the present invention is not limited thereto. The straight waveguide 22 may have a width greater than the width of the first coupling layer 24 . The lower clad layer 23 may be exposed outside the linear waveguide 22 and the ring waveguide 26 .

도 7 및 도 11을 참조하면, 상부 클래드 층(27)을 형성한다(S60). 상부 클래드 층(27)은 제 1 결합 층(24) 외곽의 직선 도파로(22) 및 하부 도파로 층(27) 상에 형성될 수 있다. 상부 클래드 층(27)은 화학기상증착방법으로 형성된 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 좌표 마커(33)는 상부 클래드 층(27)의 형성 전 또는 후에 제거될 수 있다. 7 and 11 , an upper clad layer 27 is formed (S60). The upper clad layer 27 may be formed on the straight waveguide 22 and the lower waveguide layer 27 outside the first coupling layer 24 . The upper clad layer 27 may include silicon oxide formed by a chemical vapor deposition method. The coordinate markers 33 may be removed before or after the formation of the upper clad layer 27 .

도 2 및 도 7을 참조하면, 제 1 전극들(28) 및 제 2 전극(29)을 형성한다(S70). 제 1 전극들(28) 및 제 2 전극(29)은 금속 증착 공정, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 제 1 전극들(28)은 제 1 점 결함(25) 양측의 제 1 결합 층(24) 및 상부 클래드 층(27) 상에 형성될 수 있다. 제 2 전극(29)은 링 도파로(26) 상에 형성될 수 있다. 2 and 7 , the first electrodes 28 and the second electrode 29 are formed ( S70 ). The first electrodes 28 and the second electrode 29 may be formed through a metal deposition process, a photolithography process, and an etching process. The first electrodes 28 may be formed on the first bonding layer 24 and the upper clad layer 27 on both sides of the first point defect 25 . The second electrode 29 may be formed on the ring waveguide 26 .

위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.The contents described above are specific examples for carrying out the present invention. The present invention will include not only the above-described embodiments, but also simple design changes or easily changeable embodiments. In addition, the present invention will also include techniques that can be easily modified and implemented in the future using the above-described embodiments.

Claims (19)

기판;
기판 상에 일방향으로 연장하는 직선 도파로;
상기 직선 도파로 상에 제공되고 제 1 점 결함을 갖는 제 1 결합 층;
상기 제 1 점 결함에 인접하는 상기 제 1 결합 층 상에 제공되는 적어도 하나의 제 1 전극;
상기 직선 도파로에 인접하여 상기 기판 상에 제공되는 링 도파로; 및
상기 링 도파로 상에 제공되는 적어도 하나의 제 2 전극을 포함하는 단일 광자 광원 소자.
Board;
a straight waveguide extending in one direction on the substrate;
a first coupling layer provided on the straight waveguide and having a first point defect;
at least one first electrode provided on the first bonding layer adjacent the first point defect;
a ring waveguide provided on the substrate adjacent to the straight waveguide; and
and at least one second electrode provided on the ring waveguide.
 제 1 항에 있어서,
상기 링 도파로 상에 제공되고, 제 2 점 결함을 갖는 제 2 결합 층을 더 포함하는 단일 광자 광원 소자.
The method of claim 1,
and a second coupling layer provided on the ring waveguide and having a second point defect.
 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 결합 층 및 상기 제 2 결합 층은 실리콘 탄화물을 포함하는 단일 광자 광원 소자.
3. The method of claim 2,
wherein the first bonding layer and the second bonding layer include silicon carbide.
 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 점 결함 및 상기 제 2 점 결함은 실리콘 궁핍, 이중 궁핍, 또는 탄소 안티싸이트 궁핍 쌍을 포함하는 단일 광자 광원 소자.
4. The method of claim 3,
wherein the first point defect and the second point defect include a silicon depleted, double depleted, or carbon antisite depleted pair.
 제 2 항에 있어서,
상기 링 도파로 및 상기 제 2 결합 층은 원형의 모양을 갖는 단일 광자 광원 소자.
3. The method of claim 2,
wherein the ring waveguide and the second coupling layer have a circular shape.
 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 점 결함 및 상기 제 2 점 결함은 서로 인접하여 배치되는 단일 광자 광원 소자.
3. The method of claim 2,
The first point defect and the second point defect are disposed adjacent to each other.
 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 상기 제 1 점 결함의 일측에 제공되고,
상기 제 2 전극은 상기 제 2 점 결함의 타측에 제공되고, 상기 제 2 결합 층 및 상기 링 도파로 내에 배치되는 단일 광자 광원 소자.
7. The method of claim 6,
The first electrode is provided on one side of the first point defect,
and the second electrode is provided on the other side of the second point defect and is disposed within the second coupling layer and the ring waveguide.
 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 결합 층은 배 모양을 갖는 단일 광자 광원 소자.
The method of claim 1,
wherein the first coupling layer has a pear shape.
 제 1 항에 있어서,
상기 직선 도파로 및 상기 링 도파로는 실리콘 또는 실리콘 질화물을 포함하는 단일 광자 광원 소자.
The method of claim 1,
The linear waveguide and the ring waveguide include a single photon light source device including silicon or silicon nitride.
 제 1 항에 있어서,
상기 직선 도파로 및 상기 링 도파로 아래의 하부 클래드 층을 더 포함하되,
상기 하부 클래드 층은 실리콘 산화물을 포함하는 단일 광자 광원 소자.
The method of claim 1,
Further comprising a lower clad layer under the linear waveguide and the ring waveguide,
The lower clad layer includes a single photon light source device including silicon oxide.
 기판;
상기 기판 상에 제공되는 하부 클래드 층;
상기 하부 클래드 층에 제공되고, 일방향으로 연장하는 직선 도파로;
상기 직선 도파로 상에 제공되고 제 1 점 결함을 갖는 제 1 결합 층;
상기 직선 도파로에 인접하여 제공되고, 상기 하부 클래드 층 상에 배치되는 링 도파로; 및
상기 링 도파로 상에 제공되고, 상기 제 1 점 결함에 인접한 제 2 점 결함을 갖는 제 2 결합 층을 포함하는 단일 광자 광원 소자.
Board;
a lower clad layer provided on the substrate;
a straight waveguide provided on the lower cladding layer and extending in one direction;
a first coupling layer provided on the straight waveguide and having a first point defect;
a ring waveguide provided adjacent to the straight waveguide and disposed on the lower clad layer; and
and a second coupling layer provided on the ring waveguide and having a second point defect adjacent the first point defect.
 제 11 항에 있어서,
상기 직선 도파로 및 상기 링 도파로 외곽의 상기 하부 클래드 층 상에 제공되는 상부 클래드 층을 더 포함하는 단일 광자 광원 소자.
12. The method of claim 11,
The single photon light source device further comprising an upper clad layer provided on the lower clad layer outside the linear waveguide and the ring waveguide.
 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 점 결함의 일측의 상기 제 1 결합 층 및 상기 상부 클래드 층 상에 제공되는 제 1 전극을 더 포함하는 단일 광자 광원 소자.
13. The method of claim 12,
The single photon light source device further comprising a first electrode provided on the first bonding layer and the upper clad layer on one side of the first point defect.
 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 전극과 마주하여 배치되고, 상기 제 2 점 결함의 타측의 상기 제 2 결합 층 및 상기 상부 클래드 층 상에 제공되는 제 2 전극을 더 포함하는 단일 광자 광원 소자.
13. The method of claim 12,
and a second electrode disposed to face the first electrode and provided on the second bonding layer and the upper clad layer on the other side of the second point defect.
 제 12 항에 있어서,
상기 상부 클래드 층 및 상기 하부 클래드 층은 실리콘 산화물을 포함하는 단일 광자 광원 소자.
13. The method of claim 12,
wherein the upper clad layer and the lower clad layer include silicon oxide.
 제 1 광을 제공하는 제 1 광원; 및
상기 제 1 광원의 일측에 제공되고, 상기 제 1 광을 이용하여 단일 광자를 생성하는 단일 광자 광원을 포함하되,
상기 단일 광자 광원 소자는:
기판;
기판 상에 일방향으로 연장하는 직선 도파로;
상기 직선 도파로 상에 제공되고 제 1 점 결함을 갖는 제 1 결합 층;
상기 제 1 점 결함에 인접하는 상기 제 1 결합 층 상에 제공되는 적어도 하나의 제 1 전극;
상기 직선 도파로에 인접하여 상기 기판 상에 제공되는 링 도파로; 및
상기 링 도파로 상에 제공되는 적어도 하나의 제 2 전극을 포함하는 단일 광자 광원 시스템.
a first light source providing a first light; and
A single photon light source provided on one side of the first light source and generating a single photon using the first light,
The single photon light source device comprises:
Board;
a straight waveguide extending in one direction on the substrate;
a first coupling layer provided on the straight waveguide and having a first point defect;
at least one first electrode provided on the first bonding layer adjacent the first point defect;
a ring waveguide provided on the substrate adjacent to the straight waveguide; and
and at least one second electrode provided on the ring waveguide.
 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 광원에 인접하여 제공되고, 제 2 광을 제공하는 제 2 광원을 더 포함하는 단일 광자 광원 시스템.
17. The method of claim 16,
and a second light source provided adjacent the first light source and providing a second light source.
 제 17 항에 있어서,
상기 제 1 광원 및 상기 제 2 광원은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 포함하는 단일 광자 광원 시스템.
18. The method of claim 17,
wherein the first light source and the second light source include a light emitting diode or a laser diode.
 제 17 항에 있어서,
상기 제 1 광원과 상기 제 2 광원 사이에 제공되는 빔 스플리터를 더 포함하는 단일 광자 광원 시스템.
18. The method of claim 17,
and a beam splitter provided between the first light source and the second light source.
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