KR20230028554A

KR20230028554A - 어레이형 도파로 격자(awg) 모듈을 위한 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기

Info

Publication number: KR20230028554A
Application number: KR1020237003538A
Authority: KR
Inventors: 수위 장; 글렌 리; 타이중 황; 썬밍 궁; 마이크 씨. 황
Original assignee: 몰렉스 엘엘씨
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2023-02-28
Also published as: CN116134357A; US20230305227A1; WO2022024022A1; GB2611961A; GB202301328D0

Abstract

광 네트워크 내에서 파장 다중화 및 역다중화와 관련하여 차례로 이용되는 어레이형 도파로 격자(arrayed waveguide grating, AWG) 모듈과 관련되어 사용하기 위한 열 보상기가 개시된다. 열 보상기는 보우(bow)형 프레임 부재 및 중앙 바아 부재를 포함한다. 보우형 프레임 부재는, 보우형의 프레임 부재가 특정 온도 조건 하에서 중앙 바아 부재에 비해 가변 속도로 팽창 및 수축할 수 있도록, 중앙 바아 부재의 열 팽창 계수보다 높은 열 팽창 계수를 특징으로 한다. 보우형 프레임 부재는, 이질적인 온도 조건들에 걸쳐 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈의 적절한 초점을 유지하기 위해, 보우형 부재의 팽창 및 수축 이동이 AAWG 모듈들의 가동 섹션의 이동에 영향을 미치도록, AAWG 모듈의 가동 섹션에 부착되도록 구성된다.

Description

어레이형 도파로 격자(AWG) 모듈을 위한 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기

관련 출원

본 출원은 2020년 7월 31일자로 출원된 미국 가 특허출원 제63/059204호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 전문이 본원에 원용된다.

기술분야

본 발명은 열 보상기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 광 네트워크 내에서 파장 다중화 및 역다중화(de-multiplexing)와 관련하여 차례로 이용되는 어레이형 도파로 격자(waveguide grating, AWG) 모듈과 관련하여 이용될 수 있는 새롭고 개선된 열 보상기에 관한 것이다.

광 네트워크 내에서 파장 다중화 및 역다중화와 관련하여 이용되는 AWG 모듈과 관련하여, 온도가 달라짐에 따라, 작용 파장도 달라져, 성능에 영향을 미친다는 것이 밝혀졌다. 현재 두 가지 유형의 AWG 모듈이 있으며, 제1 유형의 AWG 모듈은 모듈의 온도를 일정하게 유지하기 위해 가열기 및 열전쌍이 이용되는 열 AWG 모듈로서 알려져 있다. 이는 파장 안정성을 분명히 개선하지만, 유닛은 전력을 소비하고, 시스템 내로 도입된 추가적인 구성요소들에 의해, 전체 시스템의 신뢰성이 다소 감소된다. AWG 모듈의 제2 유형은 비가열(non-heated) 또는 비열 어레이형 도파로 격자(athermal arrayed waveguide grating, AAWG) 모듈이다. AAWG 모듈의 한 가지 이점은 전력 소비가 제로라는 점에서 사실상 수동 구조체라는 것이다. 그러나, 한 가지 중요한 단점은 AAWG 모듈이 상당히 확립된 작용 온도 범위 내에서만 신뢰성 있게 작동한다는 것이다. 현재, 이러한 AAWG 모듈이 -40℃ 내지 85℃의 온도 범위 내에서 이용되는 용도들이 보고되었지만, 예를 들어, 그 온도 범위는-15℃ 내지 70℃로 확장된다. 그러나, 이러한 온도 범위 내에서 이러한 AAWG 모듈을 이용함에 있어서 상당한 단점이 국제 전기통신 연합(ITU)에 의해 확립된 바와 같은 파장 오프셋으로서 알려진 더 큰 파장 불안정성을 초래한다는 것이 또한 보고되었다.

AAWG 모듈을 이용하여 이러한 파장 불안정성을 보상하기 위한 노력으로, 다양한 비가열 열 보상기들이 이용되었다. 예를 들어, 도 1a 내지 도 2c를 참조하면, 종래의 AWG 모듈(10)을 도시하는 도 1a 내지 도 1c 내에 도시된 바와 같이, 온도가 저온 조건, 중간 온도 조건 내지 고온 조건 사이에서 변화함에 따라, 종래의 AWG 모듈(10)의 초점이 시프트되는 것으로 보인다. 이에 따라, 도 2a 내지 도 2c 내에 도시된 바와 같이, 비가열 또는 비열 어레이형 도파로 격자 내의 온도에 관계없이, 결과적인 출력 초점이 효과적으로 일정하게 되도록 AAWG 모듈(20)의 초점을 효과적으로 재포커싱하기 위해 AAWG 모듈(20)의 전방 섹션(22)이 물리적으로 또는 기계적으로 이동 또는 변위되게 하는 열 보상기(도시되지 않음)를 구비하는 AAWG 모듈(20)이 도시된다.

AAWG 모듈(20)이 이용된다. 그러나, 열적으로 유도되는 파장 변화는 광범위하게 가변적인 동작 온도 범위에 걸쳐 비선형이라는 것이 또한 알려져 있는데, 이는 AAWG 모듈(20)이 상대적으로 따뜻한 환경 내에서 작동되고 있을 때보다는 AAWG 모듈(20)이 상대적으로 차가운 환경 내에서 작동되고 있을 때, 예를 들어, AAWG 모듈(20)의 전방 섹션(22)의 기계적 이동 또는 변위 보상이 상이하다는 것을 의미한다.

종래의 가변 2-방향성 열 보상기의 예가 도 3에 도시되어 있고, 참조 부호 30으로 표기되어 있다. 보다 구체적으로, 열 보상기(30)는 AAWG 모듈의 이동가능 또는 변위가능 섹션에 연결되거나 이와 체결되도록 구성되고 직육면체의 구성을 갖는 3차원 중실 블록을 효과적으로 포함하는 프레임 부재(32), 및 AAWG 모듈의 이동불가 또는 변위불가 섹션에 연결되거나 이와 체결되도록 구성된 스크류(34)를 포함하는 것으로 보인다. 프레임 부재(32) 및 스크류(34)는, AAWG 모듈이 작동되고 있는 환경의 온도로서, 프레임 부재(32)가 스크류의 팽창 또는 수축보다 큰 속도로 팽창 또는 축소되어 AAWG 모듈의 이동가능 또는 변위가능 섹션을 차가운 환경으로부터 따뜻한 환경까지 비선형 방식으로 변위 또는 이동시키도록, 실질적으로 상이한 열 팽창 계수(CTE) 속성들을 특징으로 하는 특별히 미리 결정된 상이한 재료들로 제조된다. 그러나, 불행하게도, 적절하게 상이한 CTE 속성들을 나타내는 특별히 선택된 재료로 이러한 온도 보상기를 제조함에도 불구하고, 이러한 종래 기술의 설계는 AAWG 모듈이 상당히 상이하거나 보다 넓은 온도 범위 내에서 작동할 수 있게 하는데 요구되는 필요한 열 보상을 사실상 제공할 수 없다는 것이 밝혀졌다. 이는 AAWG 모듈이 상대적으로 양온 또는 냉온을 특징으로 하는 환경 내에서 작동될 때 AAWG 모듈의 가동 섹션의 요구되는 이동 또는 변위가, AAWG 모듈이 상대적으로 가온 또는 고온을 특징으로 하는 환경 내에서 작동될 때 AAWG 모듈의 가동 섹션의 요구되는 이동 또는 변위와 상이하기 때문이다. 열 보상기의 종래 기술의 설계는 차가운 그리고/또는 따뜻한 환경 내에서 작동하거나 이로부터 진행하는 AAWG 모듈에 대한 보상 요건들을 충족시키기 위해 팽창과 수축 사이에 유의하게 충분한 차이를 낼 수 없다.

따라서, AAWG 모듈이 유의하게 상이하거나 이질적인 온도를 나타낼 수 있는 온도 범위 또는 환경 내에서 실제로 이용될 수 있도록 개선된 열 보상이 실제로 달성될 수 있는 새롭고 개선된 AAWG 모듈에 대한 요구가 당업계에 존재한다. 다시 말하면, AAWG 모듈은 실제로 AAWG 모듈이 상대적으로 가온 또는 고온 환경 내에서 작동될 때 AAWG 모듈이 상대적으로 양온 또는 냉온 환경 내에서 작동될 때의 AAWG 모듈의 수축 속도보다 큰 속도로 AAWG 모듈을 팽창할 수 있게 하는 열 보상기의 사용의 결과로서 유의하게 상이하거나 이질적인 온도를 나타낼 수 있는 온도 범위 또는 환경 내에서 이용될 수 있다.

전술한 요구는 본 발명의 원리 및 교시에 따라, 새롭고 개선된 열 보상기가 개발되었고, 종래의 중실 블록 직육면체 대신에, 팽창가능하고 수축가능한 보우(bow)의 구성을 갖는 프레임 부재를 기본 형태로 포함하는 것으로 보여지는 본 발명에 의해 달성되었다. 보우 프레임 부재(또는 단순히 프레임 부재) 내에 내부적으로 중앙 바아(bar) 부재가 배치되며, 중앙 바아 부재의 아암들이 보우 프레임 부재의 대향 섹션들에 고정식으로 고정되는 한편, 중앙 바아 부재의 원단부는 보우 프레임 부재의 원단부에 고정식으로 장착된 스크류와 체결된다. 보우 프레임 부재 및 중앙 바아 부재는 상이한 CTE 속성들을 갖는 특별히 미리 결정된 상이한 재료로 제조된다. 이러한 방식으로, 보우 프레임 부재는 중앙 바아 부재가 상승된 온도 조건 하에서 팽창할 것보다 실질적으로 더 큰 속도로 팽창할 수 있지만, 반대로, 상대적으로 저온 조건 하에서 중앙 바아 부재가 수축하는 속도로만 수축할 수 있도록 보우 프레임 부재가 중앙 바아 부재에 의해 효과적으로 구속된다. 이는 정확히 요구되는 열 보상의 유형인데, 그 이유는 언급된 바와 같이, 열 보상기가 연결되도록 구성되는 AAWG 모듈의 가동 섹션이 AAWG 모듈들의 적절한 초점을 유지하기 위해 이것이 팽창하는 속도와 상이한 속도로 수축할 필요가 있기 때문이다. 또한, AAWG 모듈의 적절한 초점을 유지하기 위해 AAWG 모듈의 이동가능 또는 변위가능 섹션의 정밀한 이동 또는 변위를 달성하기 위해, 열 보상기의 보우 프레임 부재는 다양한 상이한 기하 구성들 또는 형상들을 가질 수 있으며, 열 보상기의 보우 프레임 부재는 다양한 상이한 재료들로 제조될 수 있되, 이러한 다양한 상이한 재료들은 모두 상이한 열 팽창 계수 속성들을 나타내고, 보우 프레임 부재의 다양한 섹션들의 크기 또는 두께 치수들이 변경될 수 있다는 점에 유의한다.

본 발명의 다양한 다른 특징들 및 부수적인 이점들은 동일한 도면 부호가 여러 도면에 걸쳐 동일하거나 대응하는 부분을 나타내는 첨부 도면과 관련하여 고려될 때, 이하의 상세한 설명으로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1a는 AWG 모듈이 상대적으로 저온 범위 환경 내에서 이용되는 것의 결과로서 AWG 모듈의 초점이 제1 특정 방향으로 시프트된 것으로서 개략적으로 도시된 통상적인 종래 기술의 AWG 모듈의 개략도이다.
도 1b는 AWG 모듈이 중간 온도 범위 환경 내에서 이용되는 것의 결과로서 AWG 모듈의 초점이 이의 원하는 소정의 초점으로부터 전혀 시프트되지 않은 것으로서 개략적으로 도시된, 도 1a 내에 개시된 바와 같은 통상적인 종래 기술의 AWG 모듈의 개략도이다.
도 1c는 AWG 모듈이 상대적으로 고온 범위 환경 내에서 이용되는 것의 결과로서 AWG 모듈의 초점이 제2 반대 방향으로 시프트된 것으로서 개략적으로 도시된, 도 1b 내에 개시된 바와 같은 통상적인 종래 기술의 AWG 모듈의 개략도이다.
도 2a는 AAWG 모듈이 상대적으로 저온 범위 환경 내에서 이용되고 있다는 사실에 기인하여 통상적으로 발생하였을 AAWG 모듈의 초점의 시프트를 효과적으로 보상하기 위해, AAWG 모듈의 전방 부분이 열 보상기에 의해 제1 방향으로 소정의 거리만큼 이동 또는 변위되는 것의 결과로서 AAWG 모듈의 초점이 일정하게 유지되는 것으로서 개략적으로 도시된, 통상적인 종래 기술의 AAWG 모듈의 개략도이다.
도 2b는 AAWG 모듈이 중간 온도 범위 환경 내에서 이용되고 있다는 사실에 기인하여 AAWG 모듈의 전방 부분을 이동시킬 필요 없이 AAWG 모듈의 초점이 일정하게 유지되는 것으로서 개략적으로 도시된, 도 2a 내에 개시된 바와 같은 통상적인 종래 기술의 AAWG 모듈의 개략도이다.
도 2c는 AAWG 모듈이 상대적으로 고온 범위 환경 내에서 이용되고 있다는 사실에 기인하여 통상적으로 발생하였을 AAWG 모듈의 초점의 시프트를 효과적으로 보상하기위해, AAWG 모듈의 전방 부분이 열 보상기에 의해, 반대 방향으로 소정의 거리만큼 이동 또는 변위되는 것의 결과로서 AAWG 모듈의 초점이 일정하게 유지되는 것으로서 개략적으로 도시된, 도 2a 내에 개시된 바와 같은 통상적인 종래 기술의 AAWG 모듈의 개략도이다.
도 3은 AAWG 모듈들과 함께 이용되었던 통상적인 종래 기술의 열 보상기의 사시도이다.
도 4는 바람직하게 AAWG 모듈들과 함께 이용되도록 본 발명의 원리 및 교시에 따라 개발된 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기의 제1 실시예의 개략도이다.
도 5a는 중앙 바아 부재 및 프레임 부재를 포함하되, 중앙 바아 부재가 대향 측들에서 프레임 부재에 고정되고, 중앙 바아 부재가 프레임 부재에 중앙 바아 부재를 결합시키는 스크류와 체결되도록 구성된, 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기의 다른 실시예의 개략도이다.
도 5b 및 도 5c는 구성요소들의 상세를 도시하는 도 5a의 프레임 부재 및 중앙 바아 부재의 개략도들이다.
도 6a는 중앙 바아 부재를 포함하되, 중앙 바아 부재가 프레임 부재에 대한 하프-랩 또는 크로스-랩 접합을 사용하여 프레임 부재에 고정되는, 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기의 다른 실시예의 개략도이다.
도 6b 및 도 6c는 구성요소들의 상세를 도시하는 도 6a의 프레임 부재 및 중앙 바아 부재의 개략도들이다.
도 7a는 중앙 바아 부재를 포함하되, 중앙 바아 부재가 프레임 부재에 대한 크로스 접합을 사용하여 프레임 부재에 고정되는, 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기의 다른 실시예의 개략도이다.
도 7b 및 도 7c는 구성요소들의 상세를 도시하는 도 7a의 프레임 부재 및 중앙 바아 부재의 개략도들이다.
도 8a는 중앙 바아 부재를 포함하되, 중앙 바아 부재가 프레임 부재에 대한 크로스 접합을 사용하여 프레임 부재(예를 들어, 도 7a에 도시된 바와 같은 프레임 부재)에 고정되고, 프레임 부재는 중앙 바아 부재에 대한 홈을 포함하지 않는, 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기의 다른 실시예의 개략도이다.
도 8b는 구성요소의 상세를 도시하는 도 8a의 중앙 바아 부재의 개략도이다.
도 9a는 중앙 바아 부재를 포함하되, 중앙 바아 부재가 프레임 부재에 대한 크로스 접합을 사용하여 프레임 부재(예를 들어, 도 5b의 프레임 부재)에 고정되고, 프레임 부재는 중앙 바아 부재에 대한 홈을 포함하지 않는, 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기의 다른 실시예의 개략도이다.
도 9b 및 도 9c는 구성요소의 상세를 도시하는 도 9a의 중앙 바아 부재 및 프레임 부재의 개략도이다.
도 10a 및 도 10b는 중앙 바아 부재를 포함하되, 중앙 바아 부재가 프레임 부재(예를 들어, 도 5b의 프레임 부재)에 고정되는, 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기의 다른 실시예의 개략도로서, 중앙 바아 부재와 프레임 부재 사이의 두 가지 예시적인 접합 구성들을 도시한다.
도 11은 광자 칩의 두 개의 세그먼트들에서 광자 칩에 결합된 열 보상기의 개략도이다.
도 12a 및 도 12b는 열 보상기의 단부들에 유리 부착물들을 갖는 열 보상기(도 12a) 및 광자 칩에 결합하기 위한 통합된 레그들을 갖는 열 보상기(도 12b)의 개략도들이다.
도 13a 내지 도 13c는 상부 대향 슬롯(도 13a) 하부 대면 슬롯(도 13b)을 갖는 조정가능한 텐셔너들을 갖는 열 보상기를 위한 설계들 및 복합 열 보상기로 통합되는 텐셔너 설계의 개략도들이다.

이제 도면들, 보다 구체적으로 도 4를 참조하면, AAWG 모듈과 함께 사용하기 위한 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기의 예시적인 예가 개시되고, 일반적으로 참조 번호 400으로 표시된다. 보다 구체적으로, 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기(400)는 보우형의 프레임 부재(402)(또한 간단히 "프레임 부재"로도 지칭됨), 중앙 바아 부재(404)(또한 "크로스 바아 부재"로도 지칭됨), 및 선택사항으로서 스크류(도시되지 않음)를 포함하는 것으로 보인다. 보다 더 구체적으로, 프레임 부재(402)는 길이방향으로 배향된 축(408)에 대해, 또는 그 주위에 규정되는 바와 같은 축방향으로 세장형인 팔각형을 포함하는 실질적으로 보우의 기하 구성인 갖는 것으로 보인다. 중앙 바아 부재는 도 4의 예에서 횡측으로(또는 수직으로) 배향된 축(409)에 배향된다. 동일한 축 기준들이 후속 도면들에 대해 사용될 수 있다. 횡방향 또는 수직방향은 일부 실시예들에서 또한 가로 방향이라고도 칭해질 수 있다. 길이방향 축 상에서, 프레임 부재(402)는 제1 단부 섹션(410) 및 제2 대향 배치된 단부 섹션(412)을 포함하는 것으로 보인다. 일부 실시예들에서, 제1 단부 섹션(410)은 이동가능하도록 구성되고, 제2 대향 배치된 단부 섹션(412)은 고정되도록 구성된다. 횡축 상에서, 프레임 부재(402)는 제1 측부 섹션(414), 제2 측부 섹션(416), 제1 측부 섹션(414)을 제1 및 제2 단부 섹션들(410, 412)에 각각 상호연결하는 제1 및 제2 레그 섹션들(418, 420), 및 제2 측부 섹션(416)을 제1 및 제2 단부 섹션들(410, 412)에 각각 상호연결하는 제3 및 제4 레그 섹션들(422, 424)을 포함하되, 프레임 부재(402)의 전술된 섹션들 및 레그 부분들 모두는 중앙 중공 부분(425)을 규정한다.

이에 따라 이해될 수 있는 바와 같이, 프레임 부재(402)의 독특한 기하 구조적 구성으로 인해, 온도가 상승됨에 따라, 프레임 부재(402)는 제1 측부 섹션(414), 제2 측부 섹션(416), 제1 측부 섹션(414)을 제1 및 제2 단부 섹션들(410, 412)에 각각 상호연결하는 제1 및 제2 레그 섹션들(418, 420)과, 제2 측부 섹션(416)을 제1 및 제2 단부 섹션들(410, 412)에 각각 상호연결하는 제3 및 제4 레그 섹션들(422, 424) 사이에 규정되는 구조적 상호연결에 의해 허용되는 바와 같이, 길이방향으로 연장되는 축(408)에 대해, 축방향으로 효과적으로 신장 또는 팽창할 것이다. 또한, 프레임 부재(402)가 축방향으로 효과적으로 신장 또는 팽창함에 따라, 제1 및 제2 측부 섹션(414, 416)은 제1 측부 섹션(414)을 제1 및 제2 단부 섹션들(410, 412)에 각각 상호연결하는 제1 및 제2 레그 섹션들(418, 420), 및 제2 측부 섹션(416)을 제1 및 제2 단부 섹션들(410, 412)에 각각 상호연결하는 제3 및 제4 레그 섹션들(422, 424)에 의해 허용되는 바와 같이, 다시, 서로를 향해 효과적으로 이동할 것이라는 것이 이해될 것이다. 또한, 열 보상기(400)가 이용될 AAWG 모듈이 상대적으로 양온 또는 냉온에 처하거나 양온 또는 냉온 내에서 작동할 때, 프레임 부재(402)의 역 이동 또는 변위가 일어난다는 것, 즉, 프레임 부재(402)가 축방향으로 수축할 것이라는 것이 이해될 것이다. 이에 따라, 프레임 부재(402)를 특징 짓는 구조적 구성이 이후 보다 충분히 논의될 바와 같이, AAWG 모듈의 가동 섹션의 요구되는 움직임 또는 변위를 정밀하게 수행하기 위해 프레임 부재(402)에 독특한 유연성 및 탄력성을 제공하는 것으로 보인다.

본 발명의 추가 교시 및 원리에 따르면, 프레임 부재(402) 및 중앙 바아 부재(404)는 특정한, 상이한, 소정의 또는 알려져 있는 CTE 속성들을 갖는 재료로 제조되며, 이때 프레임 부재(402)는 중앙 바아 부재(404)의 CTE보다 크거나 높은 CTE를 나타내는 재료로 제조된다. 따라서, 이러한 방식으로, AAWG 모듈이 상대적으로 가온 또는 고온 조건에 처하는 환경 내에서 작동될 때, 프레임 부재(402)는 자신의 CTE 속성들에 따라 축방향으로 효과적으로 팽창 또는 신장하기에 자유로울 수 있는 반면, 반대로 AAWG 모듈이 상대적으로 양온 또는 냉온 조건에 처하는 환경 내에서 작동될 때, 프레임 부재(402)의 단부 섹션들이 측부 단부들(414, 416)에서 중앙 바아 부재(404)에 고정식으로 고정된다는 사실을 고려하여 프레임 부재(402)는 자신의 축방향(횡측(409)) 수축 이동 또는 변위가 사실상 다소 제한되거나 지연될 것이고, 중앙 바아 부재(404)의 CTE 속성들이 프레임 부재(402)의 CTE 속성들보다 작으므로, 중앙 바아 부재(404)의 축방향(횡측(409)) 수축은 프레임 부재(402)의 축방향(횡측(409)) 수축에 비해 작거나 느린 속도로 진행하며, 이에 의해, 프레임 부재(402)의 전체 수축은 자신의 축방향 열 팽창 또는 신장보다 낮은 속도로 달성된다는 것이 이해될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 이동 또는 변위는 AAWG 모듈의 적절한 초점을 보존하기 위해 요구되고 필요하다.

일 실시예에서, 또한 도면 5a 내지 5c로부터 볼 수 있는 바와 같이, 중앙 바아 부재(504)는 프레임 부재(502)의 중공 중앙 내부 부분(525) 내에 배치되고, 프레임 부재(502)의 측부들(514, 516)에 고정식으로 고정되는 연장된 아암들을 갖는 제1 단부 또는 헤드 부분(526)을 포함하는 한편, 제2 대향 단부 또는 푸트(foot) 부분(528)은 프레임 부재(502)의 제2 단부 섹션(512) 내에 고정식으로 장착되는 대향 배치된 제2 단부 부분을 갖는 스크류(506)의 제1 단부 부분과 체결되도록 구성되는 것으로 보이는 실질적으로 T형 구성을 갖는다. 중앙 바아 부재(504)가 프레임 부재(502)의 제1 단부 섹션(511)에 더 가깝게 배향되는 것으로 보이지만, 다른 실시예들에서, 중앙 바아 부재(504)는 프레임 부재(502)의 중간에 그리고 제2 단부 섹션(512) 쪽으로 더 가까울 수 있다. 도 5a의 예에서, 헤드 부분(526)은 헤드 부분(526)이 두 측부들 상에서 경계지어지도록 네 개의 표면 영역들(527a-d)에서 고정된다. 다른 실시예들에서, 헤드 부분(526)은 예를 들어, 보다 짧은 중앙 바아 부재(504)에 의해, 표면 영역들(527b, 527d)이 아니라, 단지 측부 표면 영역들(527a, 527c)에만 고정될 수 있다. 헤드 부분(526)을 프레임 부재(502)에 대해 횡측과 길이방향 양자로 프레임 부재(502)와 정합시키면 횡축과 길이방향축 상의 변형에 저항하는데 안정성을 제공할 수 있다. 스크류(506)는 프레임 부재(502)의 제1 단부 섹션(510)에 대한 제1 단부 또는 헤드 부분(526)의 위치를 유지하도록 프레임 부재(502)의 고정 단부 섹션(512) 내에서 스레드식으로 조정된다.

AAWG 모듈이 상대적으로 가온 또는 고온 조건 내에 작동가능하게 배치되거나 이에 노출될 때, 프레임 부재(502)는 중앙 바아 부재(504)의 제2 대향 단부 또는 푸트 부분(528)이 스크류(506)의 제1 단부 부분으로부터 체결해제될 정도로 축방향으로 팽창 또는 신장되지만 반대로, AAWG 모듈이 상대적으로 양온 또는 냉온 조건 내에 작동가능하게 배치되거나 이에 노출될 때, 프레임 부재(502)는 중앙 바아 부재(504)에 의해 이들 CTE들 간의 차이에 따라 허용되는 바와 같이, 축방향으로 수축될 것이어서, 중앙 바아 부재(504)의 제2 대향 단부 또는 푸트 부분(528)은 다시 스크류(506)의 제1 단부 부분으로부터 체결될 것이라는 것에 유의한다. 더 나아가, 스크류(506)는 일반적으로 상대적으로 큰 영률(Young's Modulus) 및 작은 CTE를 특징으로 하는 재료로 제조된다는 것에 유의한다.

이에 따라, 중앙 바아 부재(504)의 제2 대향 단부 또는 푸트 부분(528)이 스크류(506)의 제1 단부 부분과 체결될 때, 스크류(506)의 상대적인 경도 또는 강성은 (예를 들어, 중앙 바아 부재(504)가 위치들(527b, 527d)에서 프레임 부재(502)와 이어지는 경우에) 중앙 바아 부재(504)의 제2 대향 단부 또는 푸트 부분(528)에 압흔 또는 다른 손상을 야기할 가능성이 있을 수 있다는 것이 밝혀졌다. 일부 실시예들에서, 이러한 상태가 발생하는 것을 방지하기 위해 보호 블록(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.

도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 발명의 원리 및 교시에 따라 개발될 수 있는 프레임 부재(602) 및 중앙 바아 부재(604)의 다른 실시예가 제공되고, 중앙 바아 부재(604)와 프레임 부재(602)에 L형 연장부들을 포함하는 것으로 보인다. 중앙 바아 부재(604)는 프레임 부재(602)의 대향 측부들(614, 616)에서 프레임 부재(602)에 고정된다. 레그 부분/세그먼트(628)는 스크류(606)를 통해 프레임 부재(602)에 결합되는 (가까운 단부(610)에 비해) 프레임 부재(612)의 먼 원위 단부를 향해 연장된다. 중앙 바아 부재(604)는 실질적으로 T형 구성을 가지며, L형 아암들(629a-b)이 중앙 바아 부재(604)의 두 측부들 상에서 연장된다. 프레임 부재(602) 상에는 중앙 바아 부재(604) 상의 표면에 정합하는 대응하는 L자형 연장부들(630a-b)이 있다. 중앙 바아 부재(604) 및 프레임 부재(602)가 횡측 대면 표면들에서 결합되기 때문에, (예를 들어, 재료의 상이한 수축 및 팽창 속도들로 인해) 서로에 작용하는 힘은 수직 방향이다. 이에 따라, 중앙 바아 부재(604)는 수직 방향으로의 프레임 부재(602)의 변형 및 팽창에 저항하는 경향이 있다. 외향과 내향 방향 둘 모두에서의 접촉에 의해, 이들 두 방향에 대항하는 추가적인 안정성이 제공된다. 일부 실시예들에서, 중앙 바아 부재(604)와 프레임 부재(602) 사이에 길이방향으로 팽창 및 수축을 보다 많이 허용할 수 있는 작은 갭들 또는 공간들이 있을 수 있다.

도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 본 발명의 원리 및 교시에 따라 개발될 수 있는 프레임 부재(702) 및 중앙 바아 부재(704)의 다른 실시예가 제공된다. 이전의 도 6a 내지 도 6c와 같이, 중앙 바아 부재(704)는 대향 측부들(714, 716)에서 프레임 부재(702)에 고정된다. 중앙 바아 부재(704)의 레그 부분/세그먼트(728)는 스크류(706)를 통해 프레임 부재(702)에 결합되는 (가까운 단부(710)에 비해) 프레임 부재(712)의 먼 단부를 향해 연장된다. 중앙 바아 부재(704)는 레그 부분(728)이 V자 형상을 갖는 실질적으로 T형 구성을 갖는다. 중앙 바아 부재(704)의 아암들은 프레임 부재(702)의 전체 높이까지 연장될 수 있다. 중앙 바아 부재(704)와 프레임 부재(702) 사이의 측부들(714, 716)에서의 연결은 하프-랩(half-lap), t-반턱 이음(halving join), 또는 노치-홈 이음(notch-and-groove join) 등으로서 설명될 수 있다.

연결의 상세는 도 7b 및 도 7c를 참조하여 아래에서 더 설명된다. 도 7b는 스크류(706) 및 중앙 바아 부재(704)에 의해 가려지는 프레임 부재(702)의 상세를 나타내기 위해 스크류(706) 및 중앙 바아 부재(704)가 없이 도 7a와 동일한 사시도를 도시한다. 도 7c는 중앙 바아 부재(704)의 제2 면을 도시한 사시도이다. 도 7c의 도면에서, 프레임 부재(702) 상의 홈들(720 및 721)은 중앙 바아 부재(704) 상의 홈들(722, 723)과 정합한다. 도 7a 내지 도 7c의 예에서, 정합 표면들은 이들이 연결될 때 서로 동일 평면에 놓인다. 예를 들어, 중앙 바아 부재(704)와 프레임 부재(702) 사이에서 측부 표면들(714, 716)이 동일 평면에 있다. 중앙 바아 부재(704) 및 프레임 부재(702)를 포함하는 구성의 전면 및 배면 표면들이 또한 이 구성요소들이 연결될 때 동일 평면에 놓인다.

도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 다른 실시예가 제공된다. 구성은 도 7a의 프레임 부재(702)에 기초한다. 중앙 바아 부재(804)는 도 7c의 중앙 바아 부재(704)와 유사하며, 아암들(850, 851)의 단부에 재료가 추가된다. 도 7a에 도시된 구성이 동일 평면 측부 에지 표면(714, 716)을 도시하는 반면, 중앙 바아 부재(804)의 아암들은 프레임 부재(702)의 에지를 넘어서 연장된다. 도 7a의 구성과 비교하여, 중앙 바아 부재(804)의 단부들(850, 851)에서의 추가적인 재료는 프레임 부재의 측부들(814, 816)이 중앙 바아 부재(804)의 단부들(850, 851)에 의해 외향 팽창이 제한되기 때문에, 프레임 부재(702)의 팽창에 대한 저항을 증가시킬 수 있다.

도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 다른 실시예가 제공된다. 구성은 도 5a의 프레임 부재(502)에 기초한다. 중앙 바아 부재는 도 8a의 중앙 바아 부재(804)와 유사하며, 중앙 바아 부재(904)에 대한 재료(905)의 깊이가 더 크다. 도 8a에 도시된 구성은 중앙 바아 부재(804)와 프레임 부재(702) 사이에서 동일 평면 상에 있는 면 표면들을 도시하는 반면, 도 9a의 구성에서, 중앙 바아 부재(904)는 중앙 바아 부재(904)가 프레임 부재(502)의 면 위로 돌출하도록 재료(905)의 추가적인 깊이를 갖는다. 재료(905)의 추가적인 깊이를 갖는 중앙 바아 부재(904)의 형상은 도 5a로부터의 동일한 프레임 부재(502)의 사용을 가능하게 한다. 프레임 부재(502)는 도 7b의 프레임 부재에서 발견되는 홈 영역들(720, 721)없이 연속적인 측부 체적을 갖는다.

마지막으로, 프레임 부재(예를 들어, 402, 502 등), 중앙 바아 부재(예를 들어, 404, 504 등), 및 스크류(예를 들어, 406, 506 등)는 최적의 팽창 및 수축 결과들을 달성하기 위해 다양한 상이한 열 팽창 계수들(CTE)을 나타내는 다수의 상이한 재료들 중 어느 하나로 제조될 수 있다는 것에 유의한다. 이러한 재료들의 예들은 강, 철, 스테인리스 강, 구리, 알루미늄, 니켈, 아연, 코발트, 마그네슘, 코바르, 황동, 납, 흑연, 탄소, 고무, 세라믹, 목재, 에폭시, 양극처리된 알루미늄, 주석, 금, 팔라듐, 은, 몰리브덴, 백금, 티타늄, 크롬, 망간, 다양한 플라스틱, 합금, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리카보네이트, 및 비닐 등이다. 재료들은 소정의 필요한 이동, 신뢰성, 및/또는 다른 성능 특성들을 달성하기 위해, 예를 들어, 열 팽창 계수(CTE)에 더하여, 강도, 힘, 가요성, 강성, 항복 강도, 취성 등을 포함하는 다양한 속성들을 위해 선택될 수 있다. 또한, AAWG 모듈에 대한 열 보상기의 부착은 예를 들어, 스크류, 에폭시, 접착제, 볼트, 너트, 포스트, 홀, 슬롯, 설 및 홈, 캠, 기어, 래칫, 자석, 땜납, 용접, 와이어, 마찰 끼워맞춤, 스냅 끼워맞춤, 래치 끼워맞춤 등과 같은 임의의 적합한 수단에 의해 달성될 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 프레임 부재(예를 들어, 도 5b의 프레임 부재)에 고정되는 중앙 바아 부재를 포함하는 새롭고 개선된 가변 이중 방향성 열 보상기의 다른 실시예의 개략도로서, 중앙 바아 부재(1020)와 프레임 부재(1010) 사이의 두 가지 예시적인 접합 구성들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 중앙 바아 부재(1020)는 프레임 부재(1010)와 접촉하는 표면들을 가질 수 있다. 이러한 접촉 영역들에 대해, 중앙 바아 부재(1020)를 프레임 부재(1010)에 접합하기 위한 다양한 선택사항들이 존재한다. 일례로, 상부 측들이 (접촉 영역들(1002, 1004, 1006)에서) 프레임 부재(1010)에 접합될 수 있다. 일부 경우들에서, 접합은 길이방향축(도면들에서 상향 및 하향)에서의 변형을 도울 수 있다. 예를 들어, 도 10b에서, 측부 표면들(1012, 1014)을 접합하는 것은 크로스 변형 및 팽창에 저항할 수 있어서, 프레임 부재가 횡방향에서 보다 많이 팽창된다. 이는 팽창이 일 방향(측방향에서 제한되고, 횡방향에서의 자유도가 허용되어, 추가적인 팽창을 제공하기 때문에 일어날 수 있다. 이러한 방식으로, 보다 큰 정도의 열 보상이 요구되는 경우에 보다 작은 패키지 또는 보다 작은 프레임 부재가 사용될 수 있다.

도 11은 광자 칩(1102)의 두 개의 세그먼트들에서 광자 칩(1102)에 결합된 열 보상기(1110)의 개략도이다. 도시된 바와 같은 실시예에서, 광자 칩(1102)은 어레이형 도파로 격자의 가동 세그먼트(1106) 및 고정 세그먼트(1104)를 포함한다. 가동 세그먼트(1106)가 열 보상을 가능하게 한다. 도 1a 내지 도 1c와 관련하여 앞서 예시되고 논의된 바와 같이, 온도는 도파로 슬래브(예를 들어, 1104, 1106)와 같은 매체를 통한 광 빔 상의 초점에 영향을 미칠 수 있고; 가동 세그먼트(1106)는 열 보상에 기초하여 광 빔 상에서의 초점이 시프트될 수 있게 한다(도 2a 내지 도 2c와 관련된 논의 참조).

광자 칩에는 레그들(1112, 1114)을 포함할 수 있는 열 보상기(1110)가 결합된다. 레그(1112)는 고정 광자 칩(1102)의 일부에 부착되는 한편, 레그(1114)는 가동 세그먼트(1114)에 부착된다. 열 보상기(1110)는 상술한 실시예들 중 임의의 것일 수 있다. 열 응력 하에서, 열 보상기(1110)는 길이방향으로 팽창한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 열 보상기(1112)는 칩 상에 맞아야 하므로, 요구되는 오프셋 또는 팽창이 요구되는 경우에 보다 콤팩트하고 보다 작은 열 보상기가 요구된다.

도 12a 및 도 12b는 열 보상기의 단부들에 유리 부착물들을 갖는 열 보상기(도 12a) 및 광자 칩에 결합하기 위한 일체형 레그들(1252, 1254)을 갖는 열 보상기(도 12b)의 개략도들이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 열 보상기를 부착하기 위한 표면 또는 기판은 부착할 표면적이 제한될 수 있다. 도 12a 및 도 12b의 예들은 특정 실시예들을 도시하지만, 당업자는 임의의 열 보상기가 위에 상술된 실시예들 중 임의의 것일 수 있다는 것을 인식할 것이다.

도 12a는 열 보상기(1200)의 단부들에 유리 부착물들(1202, 1204)을 갖는 열 보상기를 도시한다. 유리 레그들(1202 및 1204)이 열 보상기(1200)의 대향 단부들에 부착된다. 열 보상기(1200)의 일 단부에는 크로스 바아에 결합되는 스크류의 조정을 위해 사용될 수 있는 스크류 홀(1206)이 있다. 도시된 바와 같이, 유리 레그들(1202, 1204)은 단부들에 부착된 후에, 열 보상기의 총 길이 크기를 증가시킬 수 있고; 또한, 유리 레그(1202)는 스크류의 조정을 방해할 수 있다. 이 경우, 스크류는 레그(1202)의 부착 전에 완전히 조정되어야 한다.

도 12b는 열 보상기(1200) 상에 통합된 레그들(1256, 1254)을 갖는 열 보상기(1250)를 도시한다. 도 12a의 열 보상기 실시예(1200)와 비교하여, 열 보상기 길이(1250)는 단부들을 지나 연장되지 않는다. 또한, 스크류 홀(1256)은 스크류 홀을 덮는 재료(예를 들어, 레그(1202))가 없기 때문에 항상 접근가능하다. 한 가지 이점은 열 보상기(1250)가 광자 칩에 부착된 후에 조정이 이루어질 수 있다는 것일 수 있다. 이에 따라, 조정은 열 보상기를 광자 칩에 부착하기 전 또는 후 언제든 수행될 수 있다.

도 13a 내지 도 13c는 상부 대향 슬롯(도 13a) 하부 대면 슬롯(도 13b)을 갖는 조정가능한 텐셔너들을 갖는 열 보상기를 위한 설계들 및 복합 열 보상기로 통합되는 텐셔너 설계의 개략도들이다. 도 13a는 열 보상기(1300)로 통합될 수 있는 단부들 부근의 슬롯들(1310, 1312)을 포함하는 프리텐셔너에 대한 하나의 예시적인 설계를 도시한다. 슬롯들(1310, 1312)은 상부를 향해 개구를 갖는 것으로 도시되는 한편, 도 13b 상의 슬롯들(1330, 1332)은 저부를 향해 개구를 갖는 것으로 도시된다. 도 13c는 프레임 부재(1360) 및 중앙 바아 부재(1362)를 포함하며, 중앙 바아 부재(1362)가 스크류(1364)에 결합되는 복합 열 보상기(1350)(예를 들어, 이전에 논의된 열 보상기들 중 임의의 것)를 도시한다. 스크류(1364)는 프레임 부재(1360)의 정합 표면들에 맞닿아 중앙 바아 부재(1362)를 지탱한다. 스크류들(1370, 1372)은 열 보상기(1350)의 레그들(1378, 1380)에서 열 보상기(1350)의 대향 단부들 상에 부착된다. 실시예들은 텐셔너를 위한 리세스 영역을 제공하는 것을 도시하는 슬롯들(1378, 1380)과 함께 도시되어 있지만, 당업자는 다른 응력 또는 인장 수단이 가능할 수 있는 슬롯 메커니즘 없이 다른 설계들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

상기한 교시에 비추어 본 발명의 많은 변형 및 변경이 가능하다는 것은 자명하다. 따라서, 첨부된 청구항들의 범위 내에서, 본 발명은 본원에서 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims

광 네트워크 내에서 파장 다중화 및 역다중화를 달성하기 위해 이용되는 비열 어레이형 도파로 격자(athermal arrayed waveguide grating, AAWG) 모듈과 함께 사용하기 위한 열 보상기로서,
비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈에 연결되도록 구성된 중공 내부를 갖는 프레임 부재;
상기 프레임 부재의 상기 중공 내부 내에 배치된 중앙 바아(bar) 부재 ― 상기 중앙 바아 부재는 상기 프레임 부재의 대향 섹션들을 규정하는 축에 수직인 방향에서 상기 프레임 부재의 열 팽창을 증가시키기 위해 상기 대향 섹션들에 부착됨 ― 를 포함하며;
상기 프레임 부재는 제1 열 팽창 계수(coefficient of thermal expansion, CTE)를 갖는 제1 소정의 재료로 제조되고, 상기 중앙 바아 부재는 상기 프레임 부재를 구성하는 상기 제1 소정의 재료의 상기 제1 CTE보다 작은 제2 CTE를 갖는 제2 소정의 재료로 제조되는 것인, 열 보상기.
제1항에 있어서, 상기 중앙 바아 부재를 상기 프레임 부재에 부착하는 것은 접착제, 땜납, 에폭시, 또는 용접 중 하나를 사용하는 것을 포함하는 것인, 열 보상기.
제1항에 있어서, 상기 중앙 바아 부재는 상기 프레임 부재의 상기 대향 섹션들에 부착되는 가로 방향 연장 아암들을 갖는 것인, 열 보상기.
제3항에 있어서, 상기 중앙 바아 부재는 실질적으로 T형 구성을 가지며, 상기 실질적으로 T형 중앙 바아 부재의 헤드에 상기 가로 방향 연장 아암들이 위치되는 것인, 열 보상기.
제3항에 있어서, i) 상기 중앙 바아 부재의 길이가 상기 프레임 부재의 상기 대향 섹션들보다 짧고, 상기 연장 아암들의 외면들이 상기 프레임 부재의 내면들에 접합되거나; ii) 상기 중앙 바아 부재가 하프-랩 또는 크로스-랩 접합에 의해 상기 프레임 부재에 부착되거나; iii) 상기 프레임 부재가 상기 중앙 바아 부재에 의해 이어지는 두 개의 섹션들을 포함하거나; 또는 iv) 상기 중앙 바아 부재가 상기 프레임 부재에 정합하기 위한 상기 연장 아암들의 단부들 상의 슬롯들 또는 홀들을 포함하는 것인, 열 보상기.
제3항에 있어서, 상대적으로 고온 조건 하에서, 상기 프레임 부재는 상기 중앙 바아 부재보다 큰 속도로 팽창할 것인 반면, 상대적으로 저온 조건 하에서, 상기 중앙 바아 부재의 수축은 상기 중앙 프레임 부재의 수축보다 느린 속도로 수축하여 상기 프레임 부재의 수축을 효과적으로 지연시키는 것인, 열 보상기.
제6항에 있어서, 상기 상대적으로 고온 조건 하에서, 상기 중앙 바아 부재는 상기 프레임 부재의 상기 대향 섹션들에서의 부착 및 팽창에 저항하는 것에 기초하여 횡방향에서 상기 프레임 부재의 팽창을 지연시키도록 구성되고, 상기 상대적으로 저온 조건 하에서, 상기 중앙 바아 부재는 상기 프레임 부재의 상기 대향 섹션들에서의 부착 및 수축에 저항하는 것에 기초하여 상기 횡방향에서 상기 프레임 부재의 수축을 지연시키도록 구성되는 것인, 열 보상기.
제7항에 있어서,
상기 상대적으로 고온 조건과 상기 상대적으로 저온 조건 하에서,
상기 프레임 부재는, 상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈 내로 들어오는 광의 입사 광 경로가 평균 온도 조건 하에서 상기 입사 광 경로에 대해 소정의 범위 또는 오차 미만으로 각도 시프트되도록, 팽창하고 수축하는 것인, 열 보상기.
제3항에 있어서, 상기 프레임 부재의 단부 섹션 내에 스레드식으로 체결되는 제1 단부 부분, 및 상기 열 보상기가 냉온 조건 하에서 완전히 수축되었을 때 상기 중앙 바아 부재의 단부 부분이 스크류와 체결되어 배치되도록, 상기 중앙 바아 부재의 단부 부분과 체결되는 제2 단부 부분을 갖는 상기 스크류를 더 포함하는, 열 보상기.
제9항에 있어서,
상기 스크류는 상기 중앙 바아 부재의 영률(Young's Modulus)보다 큰 영률을 갖는 소정의 재료로 제조되고,
상기 스크류의 영률과 실질적으로 동일한 영률을 갖는 소정의 재료로 제조된 보호 블록이 상기 중앙 바아 부재의 단부 부분이 상기 스크류의 상기 제2 단부 부분과 체결될 때 상기 스크류가 상기 중앙 바아 부재를 손상시킬 수 없도록, 상기 중앙 바아 부재의 단부 부분에 고정식으로 고정되는 것인, 열 보상기.
제1항에 있어서, 상기 프레임 부재는 실질적으로 육각형 구성 또는 실질적으로 다이아몬드형 구성 중 하나를 갖는 것인, 열 보상기.
제1항에 있어서, 상기 중앙 바아 부재는 원형 단면을 갖는 원통형 로드, 직육면체를 형성하는 로드, 바디 부분 및 횡방향으로 배향된 헤드 섹션을 포함하되, T형 중앙 바아 부재의 헤드 섹션이 상기 바디 부분의 폭 치수의 단지 대략 절반인 폭 치수를 갖는, 실질적으로 T형 구성, 바디 부분 및 횡방향으로 배향된 헤드 섹션을 포함하되, 상기 T형 중앙 바아 부재의 헤드 섹션이 상기 헤드 섹션으로부터 제거되는 대략 하나의 코너 또는 하나의 쿼드런트를 갖는, 실질적으로 T형 구성, 및 길이방향 축을 따라 연장되는 바디 부분, 및 상기 바디 부분이 상기 바디 부분의 길이방향 축을 따라 고려될 때, 상기 T형 중앙 바아 부재의 상기 바디 부분 상에, 상기 T형 중앙 바아 부재의 헤드 섹션의 축방향 배치를 넘어서 소정의 거리만큼 돌출하는 횡방향으로 배향된 상기 헤드 섹션을 포함하는, 실질적으로 T형 구성을 포함하는 군으로부터 선택되는 구성을 갖는 것인, 열 보상기.
제1항에 있어서, 상기 프레임 부재 및 상기 중앙 바아 부재는 최적의 팽창 및 수축 결과들을 달성하기 위해 소정의 열 팽창 계수(CTE)를 나타내는 임의의 재료로 제조될 수 있되, 상기 재료는 강, 철, 스테인리스 강, 구리, 알루미늄, 니켈, 아연, 코발트, 마그네슘, 코바르, 황동, 납, 흑연, 탄소, 고무, 세라믹, 목재, 에폭시, 양극처리된 알루미늄, 주석, 금, 팔라듐, 은, 몰리브덴, 백금, 티타늄, 크롬, 망간, 다양한 플라스틱, 합금, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리카보네이트, 및 비닐을 포함하는 군으로부터 선택되는 것인, 열 보상기.
광 네트워크로 파장 다중화 및 역다중화를 달성하기 위해 이용되는 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈로서,
하우징;
고정 구성요소;
가동 구성요소; 및
열 보상기를 포함하며,
상기 열 보상기는: 프레임 부재가 고온 및 저온 조건 하에서 팽창 및 수축할 때, 상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈의 상기 가동 구성요소를 이동 또는 변위시키기 위해 상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈의 상기 가동 구성요소에 연결되도록 구성된 고정 단부 섹션 및 가동 단부 섹션을 갖는 상기 프레임 부재, 및
상기 프레임 부재의 중공 내부 내에 배치된 중앙 바아 부재를 포함하되, 상기 중앙 바아 부재는 상기 프레임 부재의 대향 섹션들에 부착되고, 상기 프레임 부재는 제1 열 팽창 계수(CTE)를 갖는 제1 소정의 재료로 제조되고, 상기 중앙 바아 부재는 상기 프레임 부재를 구성하는 상기 제1 소정의 재료의 상기 제1 열 팽창 계수(CTE)보다 작은 제2 열 팽창 계수(CTE)를 갖는 제2 소정의 재료로 제조되며, 이에 의해 고온 조건 하에서, 상기 프레임 부재는 상기 중앙 바아 부재보다 큰 속도로 팽창할 것인 반면, 냉온 조건 하에서, 상기 프레임 부재의 수축보다 느린 속도의 상기 중앙 바아 부재의 수축은 상기 프레임 부재의 수축을 효과적으로 지연시켜서, 상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈이 상기 광 네트워크 내에서 적절한 파장 다중화 및 역다중화를 달성하기 위해 상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈 내로 들어오는 광의 적절한 초점을 유지할 수 있게 되는 것인, 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈.
제14항에 있어서, 상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈의 상기 가동 구성요소는 상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈의 분획 부분을 포함하는 것인, 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈.
제14항에 있어서,
상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈은, 상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈의 상기 가동 구성요소가 상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈의 제1 절반을 포함하는 한편, 상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈의 상기 고정 구성요소가 상기 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈의 제2 절반을 포함하도록, 절반 섹션으로 효과적으로 분할되는 것인, 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈.
제14항에 있어서, 상기 중앙 바아 부재는 상기 프레임 부재의 상기 대향 섹션들에 부착되는 횡방향 연장 아암들을 갖는 것인, 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈.
제17항에 있어서, 상기 중앙 바아 부재는 실질적으로 T형 구성을 가지며, 상기 T형 중앙 바아 부재의 히트에 상기 횡방향 연장 아암들이 위치되는 것인, 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈.
제17항에 있어서, i) 상기 중앙 바아 부재의 길이가 상기 프레임 부재의 상기 대향 섹션들보다 짧고, 상기 연장 아암들의 외면들이 상기 프레임 부재의 내면들에 접합되거나; ii) 상기 중앙 바아 부재가 하프-랩 또는 크로스-랩 접합에 의해 상기 프레임 부재에 부착되거나; iii) 상기 프레임 부재가 상기 중앙 바아 부재에 의해 이어지는 두 개의 섹션들을 포함하거나; 또는 iv) 상기 중앙 바아 부재가 상기 프레임 부재에 정합하기 위한 상기 연장 아암들의 단부들 상의 슬롯들 또는 홀들을 포함하는 것인, 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈.
제17항에 있어서, i) 상기 중앙 바아 부재의 길이가 상기 프레임 부재의 상기 대향 섹션들보다 짧고, 상기 연장 아암들의 외면들이 상기 프레임 부재의 내면들에 접합되거나; ii) 상기 중앙 바아 부재가 하프-랩 또는 크로스-랩 접합에 의해 상기 프레임 부재에 부착되거나; iii) 상기 프레임 부재가 상기 중앙 바아 부재에 의해 이어지는 두 개의 섹션들을 포함하거나; 또는 iv) 상기 중앙 바아 부재가 상기 프레임 부재에 정합하기 위한 상기 연장 아암들의 단부들 상의 슬롯들 또는 홀들을 포함하는 것인, 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈.
제17항에 있어서, 상기 프레임 부재의 단부 섹션 내에 스레드식으로 체결되는 제1 단부 부분, 및 상기 열 보상기가 냉온 조건 하에서 완전히 수축되었을 때 상기 중앙 바아 부재의 단부 부분이 스크류와 체결되어 배치되도록, 상기 중앙 바아 부재의 단부 부분과 체결되는 제2 단부 부분을 갖는 상기 스크류를 더 포함하는, 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈.
열 보상기를 포함하는 비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈을 어셈블하기 위한 방법으로서,
비열 어레이형 도파로 격자(AAWG) 모듈에 연결되도록 구성된 중공 내부를 갖는 프레임 부재를 제조하는 단계 ― 상기 프레임 부재는 제1 열 팽창 계수(CTE)를 갖는 제1 소정의 재료로 제조됨 ―;
상기 프레임 부재를 구성하는 상기 제1 소정의 재료의 상기 제1 CTE보다 작은 제2 CTE를 갖는 제2 소정의 재료로 중앙 바아 부재를 제조하는 단계;
상기 중앙 바아 부재를 상기 프레임 부재의 상기 중공 내부 내에 배치하는 단계; 및
상기 프레임 부재의 대향 섹션들을 규정하는 축에 수직인 방향에서 상기 프레임 부재의 열 팽창을 증가시키기 위해 상기 대향 섹션들에 상기 중앙 바아 부재를 부착하는 단계를 포함하는, 방법.
제22항에 있어서, 상기 중앙 바아 부재를 부착하는 단계는 상기 중앙 바아 부재를 상기 프레임 부재에 접착, 납땜, 에폭시 사용, 또는 용접하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
제22항에 있어서, 상기 AAWG 모듈의 단부들 상에 위치된 스크류를 조정함으로써 상기 AAWG 모듈을 튜닝하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제22항에 있어서, 상기 프레임 부재로부터의 레그 부착부들을 사용하여 상기 프레임 부재를 상기 AAWG 모듈에 부착하는 단계를 더 포함하는, 방법.