KR930024332A - 비대칭 광 비임을 가진 디바이스에 광 섬유를 결합시키는 집적형 광 패키지 - Google Patents

비대칭 광 비임을 가진 디바이스에 광 섬유를 결합시키는 집적형 광 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 집적된 광학 패키지는 비대칭 모드 출력을 갖는 광소자와 상기 소자로 집적되어 큰 모드 지역을 가진 다른 광소자에 결합될 렌즈를 포함한다. 이러한 결합은 중합체의 연장된 광도파 에뮬레이팅(Polymeric Elongated Waveguide Emulating : PEWE)렌즈를 사용하면 된다. 대표적 실시예에서 제1광소자는 변조기이고 다른 광소자는 광섬유이다. 변조기의 마면(facet)은 반응성 이온 에칭(reactive ion etching : RIE)에 의해 에칭되고, 이러한 에칭에 의해 PEWE 렌즈가 보통의 기판 위에 집적될 수 있다. 이런 렌즈는 유전체 클래드층(dielectric cladding layer)상에 중합체 필름을 사용하여 제조된다. 그 제조는 250㎛의 길이에 걸쳐 원형(광섬유)모드(6㎛직경)에서 반도체 모드(

Description

비대칭 광 비임을 가진 디바이스에 광 섬유를 결합시키는 집적형 광 패키지
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도 는 광 디바이스를 광 섬유에 결합시키는 마이크로렌즈를 도시한 집적형 광 패키지(integrated optical package)의 사시도, 제2도는 상기 마이크로렌즈의 사시도, 제3도는 상기 마이크로렌즈의 성형 전에 얇은 SiO2층이 있는 화합물 반도체 구조의 일부에 대한 확대된 개략 측면도, 제4도는 다이아몬드형 포토레지스트 영역이 있는 제3도 구조의 평면도.

Claims (20)

  1. 비대칭 모드 영역을 가진 광 디바이스와 원형 모드 영역을 가진 광섬유를 서로 결합시키는 집적형 광 패키지에 있어서, 비대칭 모드 영역을 가진 광 디바이스와; 연장된 웨지형 광도파관을 포함하고, 상기 광 디바이스와 상기 광 도파관은 공통 기판을 구비하고 , 상기 광 도파관의 단부는 상기 디바이스의 발광(또는 수광)면에 인접하고, 상기 광 도파관의 반대쪽 단부는 광섬유에 광 결합하고, 상기 발광(또는 수광)면에 인접한 광 디바이스 끝의 단면이 상기 광 디바이스의 모든 영역의 단면과 완전 정합하고, 상기 광 도파관의 반대쪽 끝의 단면이 상기 광 섬유코어 단면과 완전 정합하는 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 도파관의 편평한 유전층과 이 유전층 상단의 중합체 웨지형 렌즈로 구성되고, 상기 유전층의 상부면과 상기 렌즈의 하부면이 상기 디바이스의 활성층의 하부 경계와 일렬로 정렬되는 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 렌즈가 편평한 저부와 경사진 상부면 및 상기 디바이스의 활성 영역의 단면과 정합하는 데서 부터 상기 광섬유 코어의 단면과 정합하는데 까지 상기 렌즈 길이에 걸쳐 점차적으로 변화하는 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 단면이 250㎛길이에 걸쳐 6-7㎛높이에서 1㎛높이까지 변화하는 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도파관의 상부면이 상기 디바이스의 상기 발광(또는 수광)면에 인접한 좁은 절두형 상단을 가진 절두형 삼각형 형태이고, 더 넓은 베이스가 광 섬유에 인접해 있는 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유전층이 SiO2인 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유기 중합체 재료가 광 섬유의 귤절율에 근사한 굴절율을 가진 중합체 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 유기 중합체 재료가 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지.
  9. 제6항에 있어서, 상기 디바이스의 상기 발광(또는 수광)면에 반사 방지코팅이 구비되는 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지.
  10. 비대칭 모드 영역을 가진 광 소자와 더 큰 모드 영역을 가진 다른 광 소자를 결합시키는 광 렌즈에 있어서, 일단에는 상기 비대칭 모드 영역을 가진 상기 광 소자에 결합되는 상기 비대칭 모드 영역과 정합하는 단면을 가진 일단부면을 구비하고, 타단에는 상기 다른 광 소자에 결합되는 상기 더 큰 모드 영역과 정합하는 다른 단부면을 구비한 연장된 웨지형 광 도파관으로 구성되고, 상기 단면이 상기 일단부면으로 부터 상기 다른 단부면으로 까지 점차적으로 변화하는 것을 특징으로하는 광 렌즈.
  11. 제10항에 있어서, 상기 웨지형 도파관의 상부면이 상기 비대칭 모드 영역을 가진 광 소자에 인접한 좁은 절두형 상단을 가진 절두형 삼각형 형태이고, 더 넓은 베이스가 더 큰 모드 영역을 가진 광 소자에 인접해 있는 것을 특징으로 하는 광 렌즈.
  12. 제10항에 있어서, 상기 웨지형 도파관이 그 저면에 유전층을 구비한 것을 특징으로 하는 광 렌즈.
  13. 제12항에 있어서, 상기 유전층이 SiO2인 것을 특징으로 하는 광 렌즈.
  14. 제10항에 있어서, 상기 유기 중합체 재료가 광 섬유의 굴절률에 근사하는 굴절률을 가진 중합체 포토레지스트인 것을 특징으로하는 광 렌즈.
  15. 제10항에 있어서, 상기 유기 중합체 재료가 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 광 렌즈.
  16. 비대칭 모드 영역을 가진 광 디바이스와 상기 비대칭 모드 영역에 비해 더 큰 모드 영역을 가진 광 소자에 상기 디바이스를 결합시키는 연장된 렌즈를 포함하는 집적형 광 패키지를 제조하는 방법에 있어서, 활성층과 저부 및 상부 클래딩층으로 도시된 화합물 반도체 구조물을 가진 기판을 구비하는 단계와, 상기 구조물에서 트렌치를 에칭하여 상기 트렌치의 양측에서 디바이스의 마면이 노출되게 하고 상기 저부 클래딩층의 일부 두께와 상기 저부 클래딩층 위의 상기 구조물의 나머지층들 모두를 제거하고 광 디바이스로 사용되는 상기 구조물의 일부분들을 남겨두는 단계와; 2개의 마면간의 상기 트랜치 중심에 길이가 상기 마면간의 트렌치 폭의 절반과 같고 두께가 적어도 상기 디바이스에 광 결합될 섬유 코어 지름과 같은 다이어몬드형 융기부를 형성하는 단계와, 상기 구조물 전체에 상기 디바이스내의 활성층 높이와 동일한 두께를 가진 중합체 재료로된 박막층을 코팅하는 단계와; 결합된 중합체 재료의 윤곽을 상기 중심부와 상기 마면-접착부간에서 완만한 경사를 가진 윤곽으로 전환시키는 단계와; 각각의 마면에 인접한 상기 중합체 재료의 잉여 두께를 제거하여 상기 중합체 재료의 두께를 상기 디바이스내의 활성충 높이에 해당하는 두께로 감소시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 중합체 재료가 약190℃이하 온도에서 재용해 및 리플로우될 수 있는 중합체 포토레지스트이고, 상기 중합체 재료를 완만한 경사를 가진 윤곽으로 재용해 및 리플로우시키기 위해 결합된 중합체 재료를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지 제조방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 가열 단계가 120℃ 내지 150℃온도에서 시행되는 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지 제조방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 중합체 재료가 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 집적형 광 패키지 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 윤곽의 완만한 경사가, 렌즈의 넓은 단면에 해당하는 두께로 폴리이미드를 성장시키는 단계와; 폴리이미드층의 상단에 포토레지스트의 다이아몬드형 융기부를 성장시키는 단계와, 구조물 전체에 걸쳐 얇은 포토레시스트 코팅을 성장시키는 단계 및 포토레지스트의 윤곽에서 완만한 경사를 얻기 위해 최종 레지스트 조립체를 가열하는 단계를 포함하는, 폴리이미드층의 상단에 상기 포토레지스트를 웨지형으로 형성시키는 단계 및; 포토레시지스트 윤곽을 폴리이미드에 전송하기 위해 플라즈마에서 포토레지시트 및 폴리이미드 조립체를 에칭하는 단계에 의해서 폴리이미드 재료에 전달되는 것을 특징으로 하는 집접형 광 패키지 제조방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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