KR0175074B1 - 광도파로장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도파로기판과 이 기판상에 형성된 광도파로를 포함하고, 이 광도파로는 광전송로인 광도파로영역과, 이 광도파로영역의 전파광의 모드피일드폭보다 큰 광의 모드피일드폭을 가지며 광학기능부품을 삽입하는 삽입영역과, 광도파로영역과 삽입영역사이에 형성되어 전파하는 광의 모드피일드폭을 변경하도록 하는 광학접속영역을 가진다.
Description
제1도는 종래의 광도파로장치의 구조를 도시한 도면.
제2도는 광학기능부품을 삽입영역에 삽입할 때에 발생하는 광축의 어긋남과, 모드피일드폭(mode field width)이 상이한 2종류의 광도파로의 각각에 대한 광의 초과손실사이의 관계를 나타내는 그래프.
제3도는 코어의 두께가 일정한 광도파로의 모드피일드폭과 코어의 폭사이의 관계를 나타내는 그래프.
제4도는 코어와 이 코어를 덮는 클래딩층사이의 굴절률차와, 광도파로에 전파하는 광의 모드피일드폭사이의 관계를 나타내는 그래프.
제5도는 본 발명의 실시예에 의한 광학분기기능을 실현하는 광도파로장치의 구성을 도시한 도면.
제6도는 제5도에 도시한 광도파로장치의 각각의 영역이 광도파로를 구성하는 것에 대해 설명하는 도면.
제7도는 광도파로를 구성하는 제5도에 도시된 것과 동일한 광도파로의 각각의 영역을 설명하는 도면.
제8도는 제5도와 제15도에 도시된 광도파로장치의 선(X-X)을 따라서 취한 광도파로영역(A)을 도시한 단면도.
제9도는 제5도와 제15도에 도시된 광도파로장치의 선(Y-Y)와 선(Z-Z)을 따라서 취한 광도파로영역(A)을 도시한 단면도.
제10도는 제5도에 도시된 광도파로장치(20개의 샘플)의 손실도수분포를 나타내는 그래프.
제11도는 제1도에 도시된 종래의 광도파로장치(20개의 샘플)의 손실도수분포를 나타내는 그래프.
제12도는 본 발명에 의한 광도파로장치의 초과손실과, 광도파로를 통해 전파하는 광의 진행방향을 따라서 본 접속영역(C)의 길이(테이퍼길이)사이의 관계를 나타내는 그래프.
제13도는 제15도에 도시된 광도파로장치의 비교예로서 광도파로형 스위치의 구조를 도시한 도면.
제14도는 본 발명에 의한 광도파로장치의 응용예로서 광도파로를 구성하는 각각의 영역을 설명하는 도면.
제15도는 본 발명에 의한 광도파로장치의 응용예로서 광도파로형 스위치의 구성을 도시한 도면.
제16도는 제15도에 도시된 광도파로장치와 비교한 종래의 광도파로장치로서 광도파로형 스위치의 구성을 도시한 도면.
제17도는 제13도에 도시된 광도파로장치(20개의 샘플)의 손실도수분포를 도시한 그래프.
제18도는 제15도에 도시된 광도파로장치(20개의 샘플)의 손실도수분포를 도시한 그래프.
제19도는 제16도에 도시된 종래의 광도파로장치(20개의 샘플)의 손실도수분포를 도시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 미러(mirror) 10 : 광도파로
10a : 입사측의 광도파로 10b : 투과측의 광도파로
10c : 반사측의 광도파로 12,12a,12b : 코어
13 : 클래딩층 A : 광도파로영역
B : 삽입영역 C : 접속영역
본 발명은, 광학분기, 광학결합, 광학절환등을 행하는 기능부품을 광도파로의 통로에 삽입할 때에 기능하는 광도파로장치의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기능부품의 삽입영역에서 전송손실이 적은 장치를 용이하게 제조할 수 있는 구조에 관한 것이다.
밀리미터오더의 미세영역에서 광학분기, 광학결합, 광학절환 등을 행하는 광학장치는, 광통신시스템, 광센서등의 기능정도를 다운사이징하거나 증가시키는 극히 중요한 구성요소이다. 이와 같은 광학장치로서는, 광도파로에서 광학분기광학결합, 광학절환등의 광학기능을 행하는 기능부품을 삽입함으로써 기능하는 소위 부품삽입형 광도파로장치가 최근 상당히 주목받고 있다.
광도파로장치에 있어서, 종래에는 도파로기판상에 방향커플러, 또는, 예를들면 Y형 또는 X형 도파로의 구조를 가지는 광도파로패턴을 제조함으로써, 광학분기, 광학결합 등의 기능을 실현하고 있다. 또한, 방향커플러의 전파정수를 변경함으로써, 절환기능을 실현하고 있다.
상기한 방법이외에, 도파로기판상에 형성한 광도파로의 통로에 분기, 결합, 절환 등을 행하는 기능부품을 일체화함으로써, 광도파로장치의 분기, 결합, 절환 등의 기능을 실현할 수 있다.
제1도는 광학분기기능을 실현하는 종래의 부품삽입형 광도파로장치의 구성을 도시한다. 종래의 광도파로장치에서는, 광을 분리하는 기능부품으로서 역할을 하는 해프미러(half mirror)(2)를, T형상광도파로(1)의 교차부분(기능부품이 삽입되는 삽입영역)에 삽입한다. 해프미러(2)는 입사광의 광로에 대해서 45°의 각도로 설치된다. 종래의 광도파로장치에서는, 광도파로(1)의 코어폭이 일정하다(코어와 클래딩층사이의 굴절률차 또한 일정하다). 이와 같은 구성에서는, 입사측광도파로(1a)(해프미러(2)의 입사측)를 통해 전파하는 광이 해프미러(2)에 의해 투과측광도파로(1b)(해프미러(2)의 출사측광도파로)와 반사측광도파로(1c)(해프미러(2)의 반사측광도파로)로 분리된다.
종래의 광도파로장치의 제조공정에 대하여 설명한다. 광도파로기판(제1도에서 직사각형으로 나타낸 부분)상에 미리 형성된 T형상광도파로(1)의 교차부분(기능부품이 삽입되는 삽입영역)의 일부를 레이저빔등에 의해 제거하여 해프미러(2)를 삽입하는 공간을 형성한 다음에, 기능부품인 해프미러(2)를 삽입한다.
상기한 제조공정을 행하여 종래의 광도파로장치를 제조한다.
예를 들면, 광학분기용 광도파로장치의 제조공정은 다음과 같다. 해프미러나 빔스플리터등의 기능부품이 삽입되는 도파로기판상에 미리 형성된 T형상광도파로(1)의 교차부분의 일부를 레이저빔공정등에 의해 제거한다. 다음에, 소정의 기능을 실현하는 기능부품을 레이저빔공정등에 의해 형성된 공간에 삽입한다. 일반적으로, 광도파로를 형성하는 재료와 상기 공간은 그 굴절률이 서로 다르다. 따라서, 이 부분에서 광희절이 발생함으로써 초파손실(excessive loss)이 발생한다. 이 초과손실은 전파광의 감쇠이외의 다른 요소에 의해 발생하는 전송손실이다. 해프미러가 정확한 위치에 삽입되지 않으면, 이 해프미러에 입사하는 광의 진로가 변형되어 초과손실이 다시 발생한다.
따라서, 기능부품을 정확하게 삽입하기 위해서는 마이크론오더나 서브마이크론오더의 정밀도로 가공을 행해야만 한다. 본 발명에 의한 광도파로장치에서는, 상기한 바와 같이, 회절에 의해 발생되는 초과손실을 감소하고 불량부품의 삽입정밀도를 개선하는 대책이 필요하지 않다. 또한, 본 발명에 의한 장치는, 종래의 장치에 비해서 삽입영역의 전송손실을 억제하면서 재현성이 양호하고 용이하게(고정밀도가공을 요구함이 없이) 제조할 수 있다.
본 발명에 의한 광도파로장치는, 광학분기용 광도파로장치에 제한되지 않고, 광학결합, 광학절환등을 행하는 기능부품을 삽입하는 다른 부품삽입형광도파로장치에도 또한 적용될 수 있다.
본 발명에 의한 광도파로장치는, 도파로기판과, 이 도파로기판상에 형성되며 또한 광을 전파하는 코어와 이 코어를 피복하는 클래딩층을 가지는 광도파로로 구성된다. 광도파로는, 광신호의 전송통로로 기능하는 한 개 또는 적어도 2개의 광도파로영역과, 적어도 한 개의 광신호의 입력/출력단자를 가지며 또한 소정의 기능을 실현하는 광학기능부품이 삽입되는 삽입영역과, 광도파로영역의 한 단자에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와 삽입영역의 입력/출력단자에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지는 제1광학접속영역으로 구성된다. 삽입영역을 전파하는 광의 모드피일드폭(mode field width)은 광도파로영역의 임의부분을 전파하는 광의 모드피일드폭보다 크다.
보다 상세하게는, 제1광학접속영역은 전파광의 모드피일드폭이 상이한 삽입영역과 광도파로영역에 적절하게 접속하는 구조로 되어 있다. 다시 말하면, 제1광학접속영역은, 광도파로영역쪽으로부터 입사되어 삽입영역쪽으로 출사하는 광의 모드피일드폭이나 또는 삽입영역쪽에서 입사되어 광도파로영역쪽으로 출사하는 광의 모드피일드폭을 변경하는 구조로 되어 있다. 실제적인 구조에 대해서는, 제1광학접속영역의 코어의 코어크기(즉, 도파로기판의 주요표면에 대해서 수평방향의 코어폭)은, 광도파로영역에 접속된 제1의 입력/출력단자로부터 삽입영역에 접속된 제2의 입력/출력단자를 향해서 점차적으로 증가한다. 제1접속영역의 코어크기는, 광도파로영역에 접속된 제1의 입력/출력단자로부터 삽입영역에 접속된 제2의 입력/출력단자를 향해서 점차적으로 감소된다. 이때에, 제1광학접속영역에서 삽입영역과의 접속표면부근에서의 코어크기가 전파광의 모드피일드폭을 최소화하는 코어크기보다 작게 되도록, 코어크기를 설정한다. 이들 구성에 의해, 도파로기판의 표면과 일치하는 수평방향의 코어의 단면형상은 광의 진행방향으로 소정의 테이퍼각도로 좁아지거나 넓어진다. 다시 말하면, 코어의 단면형상은 사다리꼴 형상과 유사하게 된다.
또한, 본 발명에 의한 광도파로장치의 광도파로는 복수의 삽입영역으로 구성하여도 된다. 이 경우에는, 이들 삽입영역을 전파하는 광의 모드피일드폭과 실질적으로 동일한 모드피일드폭을 형성하기 위하여, 각 쌍의 삽입영역사이에 제2광학접속영역을 형성한다. 제2광학접속영역의 코어크기는 각 쌍의 삽입크기와 실질적으로 동일하다. 코어크기는 광의 입사측과 출사측사이에서 변경되지 않는다.
상기한 바와 같이, 광도파로영역과, 제1, 제2광학접속영역 및 삽입영역을 임의로 결합하여 도파로기판상에 형성된 광도파로에서는, 삽입영역에 직접 접속된 제1, 제2광학접속영역이 형성되는 영역의 코어와 클래딩층 사이의 굴절률차는, 광도파로영역의 소정의 부분에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률보다 작다.
제2도는 본 발명에 의한 광도파로장치에서 광도파로의 광학축이 어긋날 때에 광초과손실의 축어긋남의존성을 도시한 그래프이다. 제2도에서, 점선은 전파광의 모드피일드폭을 8㎛로 설정한 광도파로의 경우를 나타내고, 실선을 전파광의 모드피일드폭을 18㎛로 설정한 광도파로의 경우를 나타낸다.
스포트사이즈(spot size)는 도파로기판에 형성된 광도파로의 소정부분에서 전파광의 분포를 2차원적으로 나타내는 파라미터이다. 즉, 광도파로를 광의 진행방향에 수직으로 절단한 것으로 가정하면, 스포트사이즈는 광도파로의 절단된 단면에서 소정의 광강도 이상을 가지는 광의 분포의 크기를 의미한다. 보다 상세하게는, 가로축을 코어의 광축으로부터의 거리로 설정하고 세로축을 광강도로 설정함으로써, 상기 광강도분포를 2차원적으로 이해할 수 있다.
본 명세서에서는, 도파로기판의 수평방향의 광강도가 그 피크치의 1/e2이상인 광분포면적을 모드피일드로서 정의한다. 모드피일드폭은 상기한 방식으로 정의된 모드피일드의 수평방향으로의 최대전체폭으로서 균일하게 규정된다. 한편, 일반적인 파라미터인 스포트사이즈는, 한편 모드피일드폭 대신에 일반적인 파라미터인 스포트사이즈를 사용하여 본 발명의 특성을 나타낼 수도 있다.
제2도로부터 명백한 바와 같이, 모드피일드폭이 증가될 때에, 광축의 어긋남에 의해 발생하는 광초과 손실의 절대값은 감소된다. 다시 말하면 초과손실의 광축어긋남의존성은 감소된다. 따라서, 본 발명에 의한 광도파로장치에서와 같이, 광을 전파하는 광도파로의 통로는 해프미러나 빔스플리터등의 광기능부품이 삽입되는 삽입영역에서의 모드피일드폭이 다른 영역에서의 모드피일드폭보다 증가하는 구조로 되어있다. 따라서, 기능부품이 불량한 정밀도로 삽입되는 경우에도, 모드피일드폭이 증가되지 않는 종래의 경우에 비해서 초과손실을 현저하게 억제할 수 있다.
모드피일드폭은, 전파광의 파장, 광도파로의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차, 코어의 폭, 코어의 두께 등에 따라서 변경된다. 따라서, 기능부품이 삽입되는 삽입영역에서의 모드피일드폭은 증가될 수 있다. 이것은, 삽입영역의 입력/출력단자에서의 코어폭이 다른 영역의 코어폭과 상이한 값(다른 부분에서의 코어의 폭보다 크거나 작은 값)을 가지도록 설정되는 경우에 특히 유효하다.
이 때문에, 본 발명에 의하면, 코어크기(코어폭)가 직선적으로 변경되는 구조로 되어있는 접속영역이 제1, 제2입력/출력단자사이에 형성된다.
제3도는 도파로기판에 형성된 광도파로의 코어폭과 모드피일드폭 사이의 관계를 도시한 그래프이다. 제3도에 도시된 예의 광도파로장치는, 광도파로를 SiO2-TiO2형으로 설정하고, 바람직한 광도파로로 기능하는 코어와 클래딩층 사이의 굴절률차를 0.3%로 설정하고 코어의 두께를 7㎛로 설정해서 제조하였다.
또한, 제3도로부터 명백한 바와 같이, 광도파로중에서 광도파로영역의 코어폭이 예를 들면 7㎛일 때에, 삽입영역에서의 코어폭을 7㎛(제3도의 P로 나타낸 범위)보다크도록 증가시킴으로써, 이 부분(삽입영역)의 모드피일드폭은 증가된다. 한편, 제3도에 도시된 바와 같이, 코어폭이 감소하여 소정의 값보다 작게 될 때, 모드피일드폭은 마찬가지로 증가된다. 이것은, 코어의 폭이 감소될 때에 코어의 광파워제한능력이 그 한계를 초월하기 때문이다. 따라서, 제3도의 예에서는, 광도파로영역의 코어폭이 4㎛일 때에, 삽입영역의 코어폭을 2㎛정도(제3도의 Q로 나타난 범위)로 감소시킴으로써 모드피일드폭을 증가시킬 수 있다(상기 설명한 모든 코어의 폭은 7㎛의 코어두께에서의 값임에 유의하여야 한다).
모드피일드폭을 증가시키기 위해서는, 광도파로의 코어와 클래딩층 사이의 굴절률차를 감소하는 수단을 또한 사용해도 된다. 제4도는 코어와 클래딩층사이의 굴절률차와 모드피일드폭간의 관계를 도시한 그래프이다. 제4도의 예에 도시된 광도파로장치에서는, 광도파로를 SiO2-TiO2형으로 설정하고, 바람직한 광도파로로 기능하는 코어의 폭과 두께는 모두 7㎛로 설정한다.
제4도로부터 명백한 바와 같이, 코어와 클래딩층사이의 굴절률차를 감소시킴으로써 모드피일드폭을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 예시만을 위하여 주어진 첨부도면과 이하에 설명하는 상세설명으로부터 충분히 이해될 수 있고, 따라서 본 발명을 제한하는 것으로 고려되지 않는다.
또한, 본 발명의 적용가능범위는 이하에 설명하는 상세설명으로부터 명백하게 된다. 그러나, 다음의 상세설명으로부터, 본 발명의 취지 및 범위내에서의 다양한 변형과 수정이 이 기술분야에서 숙련된 자에게는 자명하게 되기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세설명과 특정예는 예시적인 것으로만 이해되어야 한다.
본 발명에 의한 광도파로장치에 대하여 제5도 내지 제19도를 참조하면서 이하 설명한다. 도면에서 동일부분은 동일 도면부호로 나타내었고 이에 대한 상세설명의 중복은 생략되었음에 유의하여야 한다.
제5도는 본 발명에 의한 광도파로장치의 대표적인 실시예로서 광학분기기능을 가지는 부품삽입형 광도파로장치의 구성을 도시한다. 이 광도파로장치는, 도파로기판과 이 도파로기판상에 형성된 T형상매몰형 SiO2-TiO2광도파로(10)로 구성된다. 광학기능부품으로 기능하는 해프미러(2)를 광도파로(10)의 교차부분(기능부품을 삽입가능하도록 설계한 삽입영역)에 삽입된다. 유전성박막을 광기능부품으로 사용해도 된다.
제6도에 도시한 바와 같이, 광도파로(10)는 적어도 3종류의 영역(A),(B),(C)으로 구성된다.
영역(A)는 적어도 2개의 입력/출력단자를 가진 광도파로영역이고, 이 영역(A)는 광전송로가 되도록 설계되어 있다.
영역(B)는 적어도 1개의 전파광의 입력/출력단자를 가진 영역이다. 이 영역은 소정의 기능을 실현하는 광학기능부품을 삽입가능하도록 설계된 삽입영역이다. 영역(B)에 전파하는 광의 모드피일드폭은 광도파로영역의 소정의 부분에서의 모드피일드폭보다 크다.
영역(C)은 광도파로영역의 한 입력/출력단자에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와 삽입영역의 입력/출력단자에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지는 영역이다. 이 영역(C)은 전파광의 모드피일드폭을 변경하는 제1광학접속영역이다.
제5도, 제6도, 제7도에 도시된 각각의 광도파로장치는, 제1접속영역(C)의 코어폭을 연속적으로 변경함으로써, 전파광의 모드피일드폭을 변경하는 구조로 되어 있다.
보다 상세하게는, 광도파로기판상에 형성된 광도파로(10)는 스퍼터링법, CVD, 화염퇴적법(flame deposition)등에 의해 제조될 수 있다. 석영계(quartz-based)의 광도파로를 형성할 경우 화염퇴적법에 의해 광도파로의 손실이 감소될 수 있기 때문에 이 화염퇴적법이 유효하게 적용될 수 있다. 화염퇴적법에 의한 SiO2-TiO2광도파로(10)의 제조공정에 대한 내용이 「Small-Loss Quartz-Based Optical Waveguide in Optoronics(1992) No. 6」에 개시되어 있다. 이에 대한 내용을 요약하면 다음과 같다.
보다 상세하게는, SiCl4와 TiCl4의 기체혼합물질을 산수소화염에 의해 연소하여 얻은 미세유리입자를 Si 기판(도파로기판)에 퇴적한다. 미세유리입자의 조성을 상기 화염퇴적공정에 의해 제어함으로써, SiO2하부클래딩층(광도파로(10)의 바람직한 클래딩층으로 기능하는 층)과 SiO2-TiO2코어층(광도파로(10)의 코어로 기능하는 층)으로 구성된 2층의 미세입자막을 형성할수 있다.
다음에, 상기 2층의 미세입자막(SiO2하부클래딩층과 SiO2-TiO2코어층)을 전기로에서 1,000℃ 이상의 고온으로 가열하여 투명한 평면의 광도파로막을 형성한 다음에, 반응이온에칭에 의해 불필요한 유리막부분을 제거함으로써, 리지형상(ridge shape)의 코어를 형성한다.
최종적으로, 코어(12)를 다시 화염퇴적처리에 의해 SiO2상부클래딩층으로 피복하고 투명유리층으로 변경하여 광도파로(10)를 구성하는 클래딩층(13)을 형성함으로써, 광도파로장치를 제조한다.
제5도에 도시된 실시예에서는, 입사측(기능부품의 입사측)의 광도파로(10a), 투과측의 광도파로(10b), 반사측(기능부품의 반사측상에 모두 있음)의 광도파로(10c)중에서, 각 접속영역(c)에서의 코어폭은 기능부품이 삽입되는 T형상의 삽입영역(3개의 입력/출력단자를 가진 삽입영역)의 방향으로 테이퍼형상으로 증가한다.
한편, 제7도에 도시된 실시예에서는, 입사측(기능부품의 입사측)의 광도파로(10a), 투과측의 광도파로(10b), 반사측(기능부품의 반사측상에 모두 있음)의 광도파로(10c)중에서, 각 접속영역(C)의 코어의 코어폭은 기능부품이 삽입되는 T형상의 삽입영역(3개의 입력/출력단자를 가진 삽입영역)의 방향으로 테이퍼형상으로 감소된다.
광도파로영역(A)중에 테이퍼형상으로 넓어지는 영역앞에 존재하는 광도파로의 부분에서 코어폭(W1)은 예를 들면 7㎛이다. 보다 상세하게는, 이 부분은 제5도의 선(X-X)으로 도시된 부분(12b)의 코어폭에 대응한다. 제8도는 광도파로의 상기 부분의 단면도를 도시한다. 삽입영역(B)에서의 코어폭(W2)은 예를 들면 20㎛이다. 보다 상세하게는, 이 부분은 제5도의 선(Y-Y)으로 도시된 부분(12a)의 코어폭에 대응한다. 제9도는 삽입영역(B)의 단면도를 도시한다. 광학축에 대해서 소정의 테이퍼각도로 코어폭이 점차적으로 변화되는 제1광학접속영역(C)의 길이(즉, 테이퍼길이)(L)는 2mm이다. 코어(12a) 또는 코어(12b)의 두께(T)는 7㎛로 일정하고, 코어(12a) 또는 코어(12b)와 클래드층(13) 사이의 굴절률차는 0.3%이다.
광도파로(10)가 T형상이 되도록 형성한 삽입영역(B)에 해프미러(2)를 삽입한다. 해프미러(2)는 입사측광도파로(10a)를 통하여 전파하는 입사광의 광학축에 대해서 45°의 각도로 장착된다. 해프미러(2)는 다양한 방식으로 장착할 수 있다. 일반적으로, 해프미러를 삽입하는 홈을, 적절한 수단, 즉 레이저빔처리, 화학에칭, 기계적인 절단등에 의해 광도파로(10)의 삽입영역(B)의 대응부분에 형성한다. 다음에 이와 같이 형성된 홈에 해프미러(2)를 삽입한다.
보다 상세하게는, 본 실시예의 해프미러(2)는 15㎛의 두께와 1mm의 수직, 수평 측면을 가진다. 해프미러(2)는, 1.31㎛의 파장을 가지는 광의 50%는 투과되고 광의 50%는 반사되도록 설계되어 있다.
상기 구성에서, 광도파로영역(A)에서 코어(12b)의 코어폭은 7㎛이고 모드피일드폭은 8㎛정도이다. 해프미러(2)부근의 삽입영역(B)의 입력/출력단자에서 코어(12a)의 코어폭은 20㎛이다. 따라서, 1.31㎛의 파장을 가지는 광이 입사측광도파로(10a)에 입사하게 되는 경우, 이 입사광이 제1광학접속영역(c)의 해프미러(2)에 접근하게 됨에 따라, 입사광의 모드피일드는 수평방향으로 확대된다. 광이 삽입영역(B)에 입사하게 되는 경우, 해프미러(2)에 의해 입사광의 50%는 투과측 광도파로(10b)로 도파되고, 입사광의 나머지 50%는 반사측광도파로(10c)로 도파된다.
이때에, 삽입영역(B)에서, 해프미러(2)의 삽입위치의 정밀도가 불량한 상태에서 투과광의 광축과 반사광의 광축이 어긋나는 경우에 대해서 연구한다. 이 경우에는, 모드피일드폭이 증가되기 때문에, 제2도를 참조하면서 상기 설명한 방식으로 각 광도파로(10b)와 (10c)로 손실이 적은 광이 전파된다. 제10도와 제11도를 사용하여 상기 손실감소효과에 대해서 확인한다.
즉, 제10도는 상기 구성을 각각 가지는 20개의 광도파로장치에 의해 얻은 반사측 광도파로(10c)의 초과손실을 평가하는, 손실도수분포의 그래프이다. 제11도는 코어폭이 7㎛로 일정한 조건을 제외한 나머지의 모든 조건이 상이한 구성과 동일한 종래의 광도파로장치에 대한 손실도수분포의 그래프이다.
초과손실은, 제조공정시에 해프미러(2)의 삽입위치의 불량한 정밀도에 기인하여 반사측광도파로(10c)의 코어(12a)의 중심과 반사광의 광축의 잘못된 정렬(misalignment)에 의해 주로 발생되는 것으로 추측된다. 제10도와 제11도의 비교로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 의한 광도파로장치에서는, 종래의 광도파로장치보다 초과손실이 적고, 또한 광초과손실의 반복성도 개선될 수 있다. 즉 본 발명에 의한 광도파로장치는 삽입정밀도가 다소 불량하여도 영향을 거의 받지 않는다.
상기한 실시예에서는 해프미러(2)가 삽입되는 삽입영역(B)의 한쪽의 입력/출력단자에 대응하는 부분에서의 코어(12a)의 폭을 광도파로영역(a)의 코어(12b)의 폭보다 크게 증가함으로써, 모드피일드폭이 증가된다. 그러나, 상기한 바와 같이, 코어폭을 감소하여도 상기 모드피일드폭은 또한 증가될 수 있다. 즉, 상기 실시예와 동일한 방식으로 코어폭이 7㎛일 때에, 해프미러(2)가 삽입되는 삽입영역(B)의 한쪽의 입력/출력단자에서의 코어(12a)의 폭을 2㎛이하로 감소함으로써 모드피일드폭이 증가될 수 있다. 이와 같은 경우에도, 코어폭을 증가하는 경우와 마찬가지 방식으로 초과손실을 감소할 수 있다(제3도에 도시된 범위(Q)).
코어폭이 일정한 경우에도, 삽입영역(B)의 한쪽의 입력/출력단자에서의 코어(12a)와 클래딩층(13)사이의 굴절률차를, 광도파로영역(A)에서의 코어(12b)와 클래딩층(13)사이의 굴절률차보다 작게 감소시킴으로써 모드피일드폭을 증가할 수 있다(제4도). 특정한 굴절률의 차를 국소적으로 감소시키기 위해서는, 삽입영역(B)에서의 코어(12a)의 굴절률을 국소적으로 감소하여도 된다. 보다 상세하게는, 상기 실시예의 경우에는, SiO2-TiO2코어(12a)의 TiO2를 주변의 클래딩층(13)으로 확산시킴으로써 굴절률을 감소시킬 수 있다.
상기 실시예에서는 광도파로(10)로서 SiO2-TiO2광도파로가 도시되어 있다. 상기한 것외에도, SiO2-GeO2광도파로를 저손실광도파로로서 또한 사용할 수 있다. SiO2-GeO2광도파로를 사용할 때에는, 코어의 굴절률을 감소시키기 위하여, GeO2가 광도파로의 소정의 부분으로부터 확산되어야 한다.
광학분기기능을 형성하기 위하여 광도파로(10)의 T 형상삽입영역(B)에 해프미러(2)를 삽입한 광도파로장치에 대하여 설명하였다. 본 발명은 이와 같은 특정한 실시예에 제한되지 않고, 광학절환, 광학결합등을 행하는 다른 광도파로장치에도 적용할 수 있다.
테이퍼길이(L)(광의 진행방향을 따라서 본 접속영역(B)의 길이)와, 광도파로의 코어폭이 7㎛→20㎛→7㎛와 같은 테이퍼형상으로 변경되는(코어폭이 점차적으로 증가하거나 감소되는) 경우에 대한 초과손실사이의 관계는 계산에 의해 얻는다. 제12도는 광도파로영역(A), 제1광학접속영역(C), 삽입영역(B), 제1광학접속영역(C), 광도파로영역(A)이 상기한 방식으로 직렬접속되는 광도파로에 관계되는 데이터를 도시한다.
제12도로부터 명백한 바와 같이, 테이퍼길이가 600㎛이상일때에, 충분한 손실감소를 달성할 수 있다.
그러나, 상기 효과로부터, 600㎛ 이상의 길이(테이퍼길이)를 가진 제1광학접속영역(C)(상기 실시예에서는 800㎛)이 삽입영역(B)의 4개의 입력/출력단자(기능부품의 입사측 및 출사측)에 직접 접속되고, 이와 같은 구성을 각각 가진 4개의 삽입영역(B)은 광도파로로서 매트릭스형상으로 형성될때에, 입사광의 광학축에 대해서 45°의 각도로 각각의 삽입영역(B)에 미러가 삽입되는 광도파로형 스위치가 구성된다. 이와 같은 구성을 가진 광도파로장치에서는, 제13도에 도시된 바와 같이, 2개의 제1광학접속영역(C)과 1개의 광도파로영역(A)이 삽입영역(B)의 각 쌍의 사이에 존재하므로, 따라서 광도파로장치의 크기가 증가된다. 각각에 대응하는 광도파로를 통하여 전파하는 광의 광학축에 대해서 45°의 각도로 경사진 삽입영역(B) 각각에 해프미러(2)(제13도에는 도시되지 않음)를 장착하거나 또는 미러(2)를 제거함으로써, 광을 직진으로 투과하거나 광의 진행경로를 변경할 수 있는 광도파로형 스위치를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 광의 파장을 선택하기 위하여 광도파로에 필터가 삽입된 광도파로장치에 적용될 수 있다. 필터가 삽입되는 경우, 축어긋남에 의한 초과손실이 거의 발생되지 않는다. 그러나, 필터를 삽입하기 위하여 형성된 홈과 광도파로사이의 굴절률차에 의해 발생되는 초과손실이, 모드피일드폭을 증가시킴에 의해 감소될 수 있기 때문에, 본 발명은 이 광도파로장치에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 광도파로장치의 응용예로서, 복수의 삽입영역(B)으로 구성된 상기 설명한 광학절환, 광학결합등을 행하는 광도파로장치에 대하여 이하 설명한다(제14도와 제15도).
상기한 바와 같이, 각각의 삽입영역(B)에 전파하는 광의 모드피일드폭이 각각에 대응하는 광도파로영역(A)에 전파하는 광의 모드피일드폭보다 크게 되도록 각각의 영역의 코어폭을 변경함으로써, 본 발명에 의한 광도파로장치를 형성한다. 따라서, 코어폭의 급준한 변경으로 초과손실이 증가되는 것을 방지하기 위하여, 제1의 입력/출력단자로부터 제2의 입력/출력단자까지 코어폭이 점차적으로 변하는 제1광학접속영역(C)을 삽입영역(B)과 광도파로영역(A)사이에 형성한다.
제14도는 본 발명에 의한 광도파로장치의 응용예를 도시한다. 삽입영역(B)과 제1광학접속영역(C)은 제7도에 도시한 구조로 되어도 상관없음을 유의하여야 한다.
제14도에서, 각각의 광도파로(10)는 적어도 두 개의 입력/출력단자를 구비한 광도파로영역(A)을 가지며, 이 영역(A)은 광에 소정의 모드피일드폭을 형성하는 광전송로로 되도록 설계되어 있다. 또한, 각각의 광도파로(10)는 적어도 1개의 광의 입력/출력단자를 구비한 영역인 삽입영역(B)을 가지며, 이 영역(B)은 소정의 기능을 실현하는 광기능부품을 삽입하도록 설계되어 있다. 삽입영역(B)에 전파하는 광의 모드피일드폭은 광도파로영역(A)의 소정의 부분에서의 전파하는 광의 모드피일드폭보다 크다. 또한, 각각의 광도파로(10)는, 광도파로영역(A)이 한쪽의, 입력/출력단자에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와, 삽입영역(B)에 전파하는 광의 모드피일드폭을 변화시키는 삽입영역(B)의 입력/출력단자에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 구비한 제1광학접속영역(C)을 가진다.
또한, 이 광도파로(10)는 한쪽의 삽입영역(B)의 입력/출력단자에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와 다른 삽입영역(B)의 입력/출력단자에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 구비한 제2의 광학접속영역(D)을 가진다. 제2광학접속영역(D)의 제1, 제2입력/출력단자의 코어크기는, 제2광학접속영역(D)이 접속되는 대응삽입영역(B)의 입력/출력단자의 코어크기와 동일하다. 따라서 삽입영역(B)에 전파하는 광의 모드피일드폭은, 제2광학접속영역(D)에 전파하는 광의 모드피일드폭과 또한 동일하다.
보다 상세하게는, 제15도에 도시된 바와 같이, 전파광이 복수의 삽입영역(B)을 통과하기 전에 제1광학접속영역(C)의 코어폭이 증가된다. 즉, 일단 증가된 광의 모드피일드폭이 제2광학접속영역(D)에 의해 유지되는 동안, 전파광은 복수의 삽입영역(B)을 통과한다. 다음에, 모드피일드폭은 제1광학접속영역(C)에 의해서 본래의 크기로 복귀된다. 이 구성에 의해서 광도파로장치의 다운사이징과 광기능부품의 일체도의 증가를 달성할 수 있다.
본 발명에 의한 상기 광도파로장치(제15도)의 효과를 확인하기 위하여, 본 발명자는 다음과 같은 발명실험의 기준에 의거하여 광도파로장치를 제조하였다.
(1) 제13도에 도시한 바와 같이, 매트릭스형상으로 4개의 삽입영역(B)을 형성하고 각 쌍의 삽입영역(B)사이에 제1광학접속영역(C)과 광도파로영역(A)을 배치함으로써 제조된, 제1비교예인, 광도파로형 스위치, 이 광도파로장치(제1비교예)에서는, 코어의 클래딩층사이의 굴절률차가 0.3%이고 코어폭은 7㎛이다. 광도파로영역(A)의 코어폭은 7㎛이다. 삽입영역(B)의 코어폭은 20㎛이다. 코어폭을 7㎛에서 20㎛로 변경하거나 이와 반대로 변경하는 제1광학접속영역(C)의 길이, 즉 테이퍼길이(L)는 800㎛이고, 각 쌍의 삽입영역(B)의 코어중심사이의 거리는 1,850㎛이다.
(2) 제15도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 광도파로장치의 응용예로서 제조된 광도파로형 스위치, 이 광도파로장치에서는, 코어와 클래딩층사이의 굴절률차가 0.3%이고, 코어폭은 7㎛이다. 매트릭스형상으로 4개의 삽입영역을 형성한다. 각 쌍의 삽입영역(B)사이에 배치된 각각의 제2광학접속결합영역(D)의 코어폭은 20㎛이고, 이것은 각각의 삽입영역(B)의 코어폭과 동일하다. 코어폭을 7㎛에서 20㎛로 변경하거나 이와 반대로 변경하는 제1광학접속영역(C)의 길이, 즉 테이퍼길이(L)는 800㎛이고, 각 쌍의 삽입영역(B)의 코어중심간의 거리는 250㎛이다. 제13도와 제15도의 각 부분의 크기와 이에 대응하여 나타난 값을 동일한 비율로 나타낼 필요는 없다.
(3) 제16도에 도시한 바와 같이, 종래의 광도파로장치로서 형성되는 제2비교예인 광도파로스위치. 이 종래의 광도파로장치(제2비교예)에서는, 광도파로의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차가 0.3%이고, 코어폭은 7㎛로 일정하다. 광도파로(1)의 교차부의 코어중심간의 거리는 250㎛이다.
1.31㎛의 파장을 가지는 광에 대해서 광학스위치로 기능하는 20개의 광도파로장치의 샘플을 3종류의 광도파로장치의 각각에 대해서 제조하여, 반사측에 대한 초과손실을 평가하였다. 제17도 내지 제19도는 그 결과를 도시한다.
제17도는 제1비교예의 초과손실도수분포를 나타내는 그래프이다. 제18도는 본 발명에 의한 광도파로장치의 초과손실도수분포를 나타내는 그래프이다. 제19도는 제2비교예(제16도에 도시된 종래의 광도파로장치)의 초과손실도수분포를 나타내는 그래프이다.
초과손실은, 해프미러의 삽입위치의 불량한 정밀도에 기인하는 반사측의 광도파로의 코어중심과 반사광의 광축사이의 잘못된 정렬에 의해서 주로 발생되는 것으로 추측된다. 제17도 내지 제19도로부터 명백한 바와 같이, 제1비교예의 광도파로장치와 본 발명에 의한 광도파로장치(제15도)를 제2비교예의 광도파로장치(종래의 광도파로장치)를 비교하면, 미러(2)(광기능부품)이 삽입된 삽입영역(B)에 테이퍼코어를 가진 광도파로(10)는 코어폭이 일정한 광도파로(1)(제2비교예)보다 초과손실이 적었고, 초과손실의 반복성이 또한 개선되었다.
제1비교예와 본 발명에 의한 광도파로장치를 비교하면, 후자의 크기가 전자보다 한층 더 적었지만 후자는 전자와 동일한 초과손실이 발생한다는 것을 확인했다. 다시말하면, 제14도에 도시된 광도파로장치는, 다운사이징을 함과 동시에 제1비교예와 동일한 효과를 제공할 수 있다.
상기 설명한 제5도에 도시된 광도파로장치의 다른예(응용가능한 실시예)가 제15도에 도시된 광도파로장치에 적용될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기능부품, 예를 들면, 미러가 삽입되는 삽입영역의 모드피일드폭을 증가하기 위해서는, 광도파로영역의 모드피일드폭보다 큰 광도파로중에서, 삽입영역과 광도파로영역 사이를 견고하게 밀착한 상태로 접속영역을 형성함으로써, 소정의 기능을 실현할 수 있다. 따라서, 기능부품의 삽입에 의해 발생되는 전송손실이 종래의 광도파로장치에 비해서 현저하게 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 응용예에 의하면, 상기한 바와 같은 동일한 효과를 얻을 수 있고, 광도파로장치는 상기한 본 발명보다 한층더 다운사이징할 수 있다. 이들 광도파로장치는 다운사이징에 유용할 뿐만 아니라 광통신시스템, 광센서등의 기능의 개선에도 유용한 광학장치로 사용될 수 있다. 결과적으로, 고정밀도를 요구함이 없이 대량생산의 단위로 충분히 제조할 수 있는 광도파로장치를 제공할 수 있다.
이와 같이 설명한 본 발명으로부터, 다양한 방식으로 본 발명이 변형될 수 있는 것은 자명하다. 이와 같은 변형은 본 발명의 취지 및 범위를 일탈하는 것으로 간주되어서는 아니되고, 이 기술분야에서 숙련된 자에게 자명한 모든 수정은 다음의 클레임의 범위내에 포함하는 것으로 의도되어야 한다.
Claims (18)
- 도파로기판과, 이 도파로기판상에 형성되고, 광을 전파하는 코어와, 이 코어를 덮는 클래딩층으로 형성된 광도파로로 이루어지고, 상기 광도파로는, 적어도 2개의 입력/출력단자를 가지는 광도파로영역과, 적어도 1개의 입력/출력단자와, 상기 광도파로영역부분에서 전파하는 광의 모드피일드폭보다 큰 광의 모드피일드폭을 가지며, 소정의 광학기능을 행하기 위하여 그 내부에 광학기능부품을 삽입가능하도록 구성된 삽입영역과, 전파하는 광의 모드피일드폭을 변경하며, 상기 광도파로영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자중 하나에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와, 상기 삽입영역의 상기 적어도 1개의 입력/출력단자중 하나에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지는 제1광학접속영역을 포함하고, 상기 제1광학접속영역의 상기 제1의 입력/출력단자는 이것에 접속되는 상기 광도파로영역의 상기 입력/출력단자와 동일한 코어크기를 가지고, 상기 제1광학접속영역의 상기 제2의 입력/출력단자는 이것에 접속되는 상기 삽입영역의 상기 입력/출력단자와 동일한 코어크기를 가지고, 상기 제1광학접속영역의 상기 제2의 입력/출력단자의 상기 코어크기는 상기 제1광학접속영역의 상기 제1의 입력/출력단자의 상기 코어크기보다 작고, 또 상기 제1광학접속영역에 전파하는 광의 모드피일드폭을 최소화하는 코어크기보다 작은 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1광학접속영역은, 상기 코어의 광축에 대해서 소정의 테이퍼각도로, 상기 제1의 입력/출력단자로부터 제2의 입력/출력단자에 이르는 방향으로 또한 상기 도파로기판의 주요표면에 대해서 수평방향으로 테이퍼되는 단면형상의 코어를 가지는 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 도파로기판과, 이 도파로기판상에 형성되고, 광을 전파하는 코어와, 이 코어를 덮는 클래딩층으로 형성된 광도파로로 이루어지고, 상기 광도파로는, 적어도 2개의 입력/출력단자를 가지는 광도파로영역과, 적어도 1개의 입력/출력단자와, 상기 광도파로영역부분에서 전파하는 광의 모드피일드폭보다 큰 광의 모드피일드폭을 가지며, 소정의 광학기능을 행하기 위하여 그 내부에 광학기능부품을 삽입가능하도록 구성된 삽입영역과, 전파하는 광의 모드피일드폭을 변경하며, 상기 광도파로영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자중 하나에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와, 상기 삽입영역의 상기 적어도 1개의 입력/출력단자중 하나에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지는 제1광학접속영역을 포함하고, 상기 삽입영역과 상기 제1광학접속영역을 포함하는 영역에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차는, 상기 광도파로영역부분에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차보다 적은 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 제3항에 있어서, 상기 제1광학접속영역의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차는 상기 제1의 입력/출력단자로부터 제2의 입력/출력단자에 이르는 방향으로 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 도파로기판과, 이 도파로기판상에 형성되고, 광을 전파하는 코어와, 이 코어를 덮는 클래딩층으로 형성된 광도파로로 이루어지고, 상기 광도파로는, 적어도 2개의 입력/출력단자를 가지는 광도파로영역과, 적어도 2개의 입력/출력단자와, 상기 광도파로영역부분에서 전파하는 광의 모드피일드폭보다 큰 광의 모드피일드폭을 가지며, 소정의 광학기능을 행하기 위하여 그 내부에 광학기능부품을 삽입가능하도록 구성된 제1삽입영역과, 전파하는 광의 모드피일드폭을 변경하며, 상기 광도파로영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자중 하나에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와 상기 제1삽입영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자중 첫번째에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지는 제1광학접속영역과, 상기 제1삽입영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자중 두번째에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와 제2삽입영역의 입력/출력단자에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지는 제2광학접속영역을 포함하고, 상기 제2광학접속영역에 전파하는 광의 모드피일드폭은 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 제1 및 제2삽입영역에 전파하는 광의 모드피일드폭과 동일한 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 제5항에 있어서, 상기 제2광학접속영역의 상기 제1 및 제2의 입력/출력단자는 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 제1 및 제2삽입영역의 상기 입력/출력단자의 코어크기와 동일한 코어크기를 가지며, 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 제1 및 제2삽입영역의 상기 입력/출력단자의 상기 코어크기는 상기 광도파로영역부분에서의 코어크기보다 큰 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 제6항에 있어서, 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 제1삽입영역은 상기 제1광학접속영역의 상기 제2의 입력/출력단자에 접속되는 적어도 1개의 입력/출력단자를 가지며, 상기 제1광학접속영역은, 상기 코어의 광축에 대해서 소정의 테이퍼각도로, 상기 제2의 입력/출력단자로부터 제1의 입력/출력단자에 이르는 방향으로, 또한 상기 도파로기판의 주요표면에 대해서 수평방향으로 테이퍼되는 단면형상의 코어를 가지는 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 제5항에 있어서, 상기 제2광학접속영역의 상기 제1 및 제2의 입력/출력단자는 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 제1 및 제2삽입영역의 상기 입력/출력단자의 코어크기와 동일한 코어크기를 가지며, 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 제1 및 제2삽입영역의 상기 코어크기는 상기 광도파로영역부분에서의 코어크기보다 작고, 또한 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 제1 및 제2삽입영역에 전파하는 광의 모드피일드폭을 최소화하는 코어크기보다 작은 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 제8항에 있어서, 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 삽입영역은, 상기 제1광학접속영역의 상기 제2의 입력/출력단자에 접속되는 적어도 1개의 입력/출력단자를 가지며, 상기 제1광학접속영역은, 상기 코어의 광축에 대해서 소정의 테이퍼각도로, 상기 제1의 입력/출력단자로부터 제2의 입력/출력단자에 이르는 방향으로, 또한 상기 도파로기판의 주요표면에 대해서 수평방향으로 테이퍼되는 단면형상의 코어를 가지는 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 제5항에 있어서, 상기 제2광학접속영역에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차는 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 제1삽입영역에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차와 동일하며, 또한 상기 광도파로영역부분에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차보다 작은 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 제10항에 있어서, 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 제1삽입영역은 상기 제1광학접속영역의 상기 제2의 입력/출력단자에 접속되는 적어도 1개의 입력/출력단자를 가지며, 상기 제1광학접속영역에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차는 상기 제1의 입력/출력단자로부터 제2의 입력/출력단자에 이르는 방향으로 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 도파로기판과, 이 도파로기판상에 형성되고, 광을 전파하는 코어와, 이 코어를 덮는 클래딩층으로 형성된 광도파로로 이루어지고, 상기 광도파로는, 적어도 2개의 입력/출력단자를 가지는 광도파로영역과, 적어도 2개의 입력/출력단자와, 상기 광도파로영역부분에서의 코어크기보다 큰 코어크기를 가지며, 소정의 광학 기능을 행하기 위하여 그 내부에 광학기능부품을 삽입가능하도록 구성된 제1삽입영역과, 상기 광도파로영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자중 하나에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와 상기 제1삽입영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자의 첫번째에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지고, 상기 제1의 입력/출력단자가, 이것에 접속되는 상기 광도파로영역의 상기 입력/출력단자의 코어크기와 동일한 코어크기를 가지며, 또한 상기 제2의 입력/출력단자가, 이것에 접속되는 상기 제1삽입영역의 상기 입력/출력단자의 코어크기와 동일한 코어크기를 가지는 제1광학접속영역과, 상기 제1삽입영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자의 두번째에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와 제2삽입영역의 입력/출력단자에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지며, 상기 제1 및 제2의 입력/출력단자가, 접속되는 상기 제1 및 제2삽입영역의 상기 입력/출력단자의 코어크기와 동일한 코어크기를 가지는 제2광학접속영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 도파로기판과, 이 도파로기판상에 형성되고, 광을 전파하는 코어와, 이 코어를 덮는 클래딩층으로 형성된 광도파로로 이루어지고, 상기 광도파로는, 적어도 2개의 입력/출력단자와 바람직한 코어크기를 가지는 광도파로영역과, 적어도 1개의 입력/출력단자와, 상기 광도파로영역의 코어크기보다 작은 코어크기를 가지며, 소정의 광학기능을 행하기 위하여 그 내부에 광학기능부품을 삽입가능하도록 구성된 제1삽입영역과, 상기 광도파로영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자중 하나에 직접 접속되고 또한 이것에 접속되는 상기 광도파로영역의 상기 입력/출력단자의 코어크기와 동일한 코어크기를 가지는 제1의 입력/출력단자를 가지며, 상기 제1삽입영역의 상기 적어도 1개의 입력/출력단자의 첫번째에 직접 접속되며 또한 이것에 접속되는 상기 제1삽입영역의 상기 입력/출력단자의 코어크기와 동일한 코어크기를 가지는 제2의 입력/출력단자를 가지는 제1광학접속영역을 포함하고, 상기 제1광학접속영역의 상기 제2의 입력/출력단자의 상기 코어크기는 상기 제1광학접속영역의 상기 제1의 입력/출력단자의 상기 코어크기보다 작고 또한 상기 제1접속영역에 전파하는 광의 모드피일드폭을 최소화하는 코어크기보다 작은 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 제13항에 있어서, 상기 제1광학접속영역은 상기 코어의 광축에 대해서 소정의 테이퍼각도로, 상기 제1의 입력/출력단자로부터 제2의 입력/출력단자에 이르는 방향으로, 또한 상기 광도파로기판의 주요표면에 대해서 수평방향으로 테이퍼되는 단면형상의 코어를 가지는 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 도파로기판과, 이 도파로기판상에 형성되고, 광을 전파하는 코어와, 이 코어를 덮는 클래딩층으로 형성된 광도파로로 이루어지고, 상기 광도파로는, 적어도 2개의 입력/출력단자와 바람직한 코어크기를 가지는 광도파로영역과, 적어도 1개의 입력/출력단자와, 상기 광도파로영역의 코어크기보다 작은 코어크기를 가지며, 소정의 광학기능을 행하기 위하여 그 내부에 광학기능부품을 삽입가능하도록 구성된 제1삽입영역과, 상기 광도파로영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자중 하나에 직접 접속되고 또한 이것에 접속되는 상기 광도파로영역의 상기 입력/출력단자의 코어크기와 동일한 코어크기를 가지는 제1의 입력/출력단자를 가지며, 상기 제1삽입영역의 상기 적어도 1개의 입력/출력단자의 첫번째에 직접 접속되며 또한 이것에 접속되는 상기 제1삽입영역의 상기 입력/출력단자의 코어크기와 동일한 코어크기를 가지는 제2의 입력/출력단자를 가지는 제1광학접속영역을 포함하고, 상기 제1광학접속영역의 상기 제2의 입력/출력단자의 상기 코어크기는 상기 제1광학접속영역의 상기 제1의 입력/출력단자의 상기 코어크기보다 작고 또한 상기 제1접속영역에 전파하는 광의 모드피일드폭을 최소화하는 코어크기보다 작고, 제2광학접속영역은 상기 제1삽입영역의 상기 적어도 1개의 입력/출력단자의 두번째에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와 제2삽입영역의 입력/출력단자에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지고, 상기 제2광학접속영역의 상기 제1 및 제2의 입력/출력단자는 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 제1 및 제2삽입영역의 상기 입력/출력단자의 코어크기와 동일한 코어크기를 가지는 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 도파로기판과, 이 도파로기판상에 형성되고, 광을 전파하는 코어와, 이 코어를 덮는 클래딩층으로 형성된 광도파로로 이루어지고, 상기 광도파로는, 적어도 2개의 입력/출력단자를 가지는 광도파로영역과, 적어도 1개의 입력/출력단자를 가지며, 상기 삽입영역에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차가 상기 광도파로영역부분에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차보다 작고, 또한 소정의 광학기능을 행하기 위하여 그 내부에 광학기능부품을 삽입가능하도록 구성된 삽입영역과, 상기 광도파로영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자중 하나에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와 상기 삽입영역의 상기 적어도 1개의 입력/출력단자중 하나에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지며, 상기 제1광학접속영역에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차가 상기 제1의 입력/출력단자로부터 제2의 입력/출력단자에 이르는 방향으로 연속적으로 감소하는 제1광학접속영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 도파로기판과, 이 도파로기판상에 형성되고, 광을 전파하는 코어와, 이 코어를 덮는 클래딩층으로 형성된 광도파로로 이루어지고, 상기 광도파로는, 적어도 2개의 입력/출력단자를 가지는 광도파로영역과, 적어도 2개의 입력/출력단자와, 상기 광도파로영역부분에서 전파하는 광의 모드피일드폭보다 큰 광의 모드피일드폭을 가지며, 소정의 기능을 행하기 위해 그 내부에 광학기능부품을 삽입가능하도록 구성된 제1삽입영역과, 전파하는 광의 모드피일드폭을 변경하고, 상기 광도파로영역의 적어도 2개의 입력/출력단자중 하나에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와 상기 제1삽입영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자의 첫번째에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지며, 코어와 클래딩층사이의 굴절률차가 상기 제1의 입력/출력단자로부터 제2의 입력/출력단자에 이르는 방향으로 연속적으로 감소하는 제1광학접속영역과, 상기 제1삽입영역의 상기 적어도 2개의 입력/출력단자의 두번째에 직접 접속되는 제1의 입력/출력단자와 제2삽입영역의 입력/출력단자에 직접 접속되는 제2의 입력/출력단자를 가지는 제2광학접속영역을 포함하며, 상기 제2광학접속영역에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차는 상기 제2광학접속영역이 접속되는 상기 제1삽입영역에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차와 동일하고, 또한 상기 광도파로영역의 소정의 부분에서의 코어와 클래딩층사이의 굴절률차보다 적은 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
- 제15항에 있어서, 상기 제1광학접속영역은 상기 코어의 광축에 대해서 소정의 각도로, 상기 제1의 입력/출력단자로부터 제2의 입력/출력단자에 이르는 방향으로, 상기 도파로기판의 주요표면에 대해서 수평방향으로 테이퍼되는 단면형상의 코어를 가지는 것을 특징으로 하는 광도파로장치.
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