KR100908623B1 - 광출력의 횡단 전달을 이용하는 광학적 접합 장치 및 방법 - Google Patents
광출력의 횡단 전달을 이용하는 광학적 접합 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
Claims (241)
- 광학 소자(1910, 3410)와;제1 광학적 접합 영역(1934)을 갖는 제1 중간전달용 광도파로(1930, 3430)와;제2 광학적 접합 영역(1924)을 갖는 제1 전송용 광도파로(1920, 3420)를 포함하고,상기 광학 소자와 상기 제1 중간전달용 광도파로는, 제1 기판(1902, 3402) 상에 형성되고, 상기 광학 소자와 상기 제1 중간전달용 광도파로 사이에서 광출력의 전달이 가능하도록 상기 제1 기판 상에 광학적으로 집적되어 있고,상기 제1 전송용 광도파로는 제2 기판(1922, 3422) 상에 형성되며,상기 제1 전송용 광도파로와 상기 제1 중간전달용 광도파로는 상기 제1 광학적 접합 영역 및 상기 제2 광학적 접합 영역에서 광출력의 횡단 전달이 가능하도록 구성되어 있고,상기 제1 광학적 접합 영역과 상기 제2 광학적 접합 영역 사이에 단열 결합이 형성되도록 상기 제1 및 제2 광학적 접합 영역의 서로에 대한 위치를 결정하기 위해, 상기 제1 전송용 광도파로가 상기 제1 기판, 상기 광학 소자 및 상기 제1 중간전달용 광도파로 중 하나 이상에 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1 중간전달용 광도파로 및 상기 제1 전송용 광도파로 중 하나 이상은 코어 및 클래딩을 포함하고, 상기 단열 결합에 의한 광출력의 횡단 전달이 이루어지도록,i) 상기 코어 및 상기 클래딩 중 하나 이상의 횡단 치수가 광학적 접합 영역의 일부 또는 전체의 길이방향을 따라 변화하거나,ii) 상기 코어 및 상기 클래딩 중 하나 이상의 굴절률이 광학적 접합 영역의 일부 또는 전체의 길이방향을 따라 변화하거나,iii) 상기 코어 및 상기 클래딩의 하나 이상이 광학적 접합 영역의 일부 또는 전체의 길이방향를 따라 경사져 있거나, 또는iv) 상기 코어 및 상기 클래딩의 하나 이상이 상기 i), ii), iii)의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,제3 광학적 접합 영역을 갖는 제2 중간전달용 광도파로(3431)와;제4 광학적 접합 영역을 갖는 제2 전송용 광도파로(3421)를 더 포함하고,상기 제2 중간전달용 광도파로는, 제1 기판 상에 형성되며, 상기 광학 소자와 상기 제2 중간전달용 광도파로 사이에서 광출력의 전달이 가능하도록 상기 제1 기판 상에 광학적으로 집적되어 있고,상기 제2 전송용 광도파로는 제2 기판 상에 형성되며,상기 제2 전송용 광도파로와 상기 제2 중간전달용 광도파로는 상기 제3 광학적 접합 영역 및 상기 제4 광학적 접합 영역에서 광출력의 횡단 전달이 가능하도록 구성되어 있고,상기 제3 광학적 접합 영역과 상기 제4 광학적 접합 영역 사이에 단열 결합이 형성되도록 상기 제3 및 제4 광학적 접합 영역의 서로에 대한 위치를 결정하기 위해, 상기 제2 전송용 광도파로가 상기 제1 기판, 상기 광학 소자 및 상기 제2 중간전달용 광도파로 중 하나 이상에 조립되어 있으며,상기 제1 및 제2 전송용 광도파로는, i) 기계적으로 분리된 개별부품이거나 ii) 단일 기계 부품의 일부이거나 또는 iii) 상기 제2 기판상에 형성된 평면 광도파로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
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- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1 중간전달용 광도파로와 상기 제1 전송용 광도파로는,i) 평면 광도파로; ii) 낮은 모드 인덱스 광도파로; iii) 높은 모드 인덱스 광도파로; iv) 코어 및 하위 인덱스 클래딩; v) 금속막을 포함하는 코어 및 하위 인덱스 클래딩; vi) 하나 이상의 다층 반사 스택을 포함하는 다층 광도파로 구조체; vii) 실리카계 광도파로; viii) 폴리머계 광도파로; ix) 반도체계 광도파로; x) 실리콘계 광도파로; xi) III족/V족 반도체계 광도파로; xii) 실리카계 코어 및 하위 인덱스 실리카계 클래딩; xiii) 실리콘 질화물 코어 및 실리카계 클래딩; xiv) 실리콘 산질화물 코어 및 실리카계 클래딩; xv) 다중의 코어 및 하위 인덱스 클래딩; xvi) 양자우물 혼합된 반도체계 광도파로; xvii) 평면 도파로 회로를 형성하는 도파로 기판상의 다수의 평면 도파로 중 하나로서의 평면 광도파로; xviii) 광학적 접합 영역을 형성하는 테이퍼 세그먼트를 가진 광섬유; xix) 광학적 접합 영역의 일부에서 횡방향으로 비대칭으로 잘려진 클래딩을 갖는 광섬유; 및 xx) 광학적 접합 영역이 경사진 단부로 되어 있는 광섬유중 하나 이상을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1 전송용 광도파로는,i) 다른 전송용 광도파로와의 횡단 전달 기능; ii) 다른 전송용 광도파로와의 종단 전달 기능; iii) 다른 전송용 광도파로와 공간모드 매칭되어 종단 전달하는 기능; iv) 광섬유와의 종단 전달 기능; v) 광섬유와 공간모드 매칭되어 종단 전달하는 기능; vi) 대형모드 광도파로로의 광학적 공간모드의 확장 기능; 및 vii) 다수의 분기 도파로로의 광출력의 분배 기능중 하나 이상을 수행할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 광학 소자는,i) 반도체계 광학 소자; ii) III족-V족 반도체계 광학 소자; iii) 레이저; iv) 변조기; v) 광검출기; vi) 파장 선택 광학 소자; 및 vii) 편광 선택 광학 소자중 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
- 제10항에 있어서,상기 제1 중간전달용 광도파로와 상기 제2 전송용 광도파로 중 하나 이상의 적어도 일부는, 상기 광학 소자의 일부 기능을 제공하도록 구성되며, 상기 일부 기능에는,i) 파장-특정(wavelength-specific) 기능; ii) 광도파로 격자 세그먼트; iii) 열광학(thermo-optic) 기능; iv) 편광-특정(polarization-speific) 기능; v) 광출력 모니터링 기능; vi) 광검출; vii) 광출력 모니터링; viii) 공간모드-특정(spatial-mode-specific) 기능; 및 ix) 온도 보상중 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1 전송용 광도파로와 상기 제1 중간전달용 광도파로 중 하나 이상은 이들간의 횡단오프셋 광출력 전달 손실을 적어도 횡단오프셋 허용범위 만큼의 횡단오프셋에 대해 0.5dB 이하로 유지시키도록 구성되어 있으며, 상기 횡단오프셋 허용범위는 상기 제1 전송용 광도파로와 상기 제2 중간전달용 광도파로의 대응하는 횡단 광모드 크기특성의 ±0.5배, ±1.0배 및 ±1.5배 중 하나와 같은 것을 특징으로 하는 광학 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1 전송용 광도파로와 상기 제1 중간전달용 광도파로 중 하나 이상은 이들간의 횡단오프셋 광출력 전달 손실을 적어도 횡단오프셋 허용범위 만큼의 횡단오프셋에 대해 공칭 광출력 전달 손실의 ±0.5dB 이내로 유지시키며, 상기 횡단오프셋 허용범위는 상기 전송용 광도파로와 상기 중간전달용 광도파로의 대응하는 횡단 광모드 크기특성의 ±0.5배, ±1.0배 및 ±1.5배 중 하나와 같은 것을 특징으로 하는 광학 장치.
- 광학 장치를 제조하는 광학 장치의 제조 방법에 있어서,제1 기판(1902, 3402) 상에 광학 소자(1910, 3410)를 형성하는 단계와;상기 제1 기판과 상기 광학 소자 중 하나 이상에, 제1 광학적 접합 영역(1934)을 갖는 제1 중간전달용 광도파로(1930, 3430)를 형성하는 단계와;제2 기판(1922, 3422) 상에 제2 광학적 접합 영역(1924)을 갖는 제1 전송용 광도파로(1920, 3420)를 형성하는 단계와;상기 제1 기판, 상기 광학 소자 및 상기 제1 중간전달용 광도파로 중 하나 이상에 상기 제1 전송용 광도파로를 조립하는 단계를 포함하며,상기 광학 소자와 상기 제1 중간전달용 광도파로는, 상기 광학 소자와 상기 제1 중간전달용 광도파로 사이에서 광출력의 전달이 가능하도록 상기 제1 기판 상에 광학적으로 집적되어 있고,상기 제1 전송용 광도파로와 상기 제1 중간전달용 광도파로는 상기 제1 광학적 접합 영역 및 상기 제2 광학적 접합 영역에서 광출력의 횡단 전달이 가능하도록 구성되어 있고,상기 제1 전송용 광도파로를 조립하는 단계는, 상기 제1 광학적 접합 영역과 상기 제2 광학적 접합 영역 사이에 단열 결합이 형성되도록 상기 제1 및 제2 광학적 접합 영역의 서로에 대한 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치의 제조 방법.
- 제14항에 있어서,상기 제1 중간전달용 광도파로 및 상기 제1 전송용 광도파로 중 하나 이상은 코어 및 클래딩을 포함하고, 상기 단열 결합에 의한 광출력의 횡단 전달이 이루어지도록,i) 상기 코어 및 상기 클래딩 중 하나 이상의 횡단 치수가 광학적 접합 영역의 일부 또는 전체의 길이방향을 따라 변화하거나,ii) 상기 코어 및 상기 클래딩 중 하나 이상의 굴절률이 광학적 접합 영역의 일부 또는 전체의 길이방향을 따라 변화하거나,iii) 상기 코어 및 상기 클래딩의 하나 이상이 광학적 접합 영역의 일부 또는 전체의 길이방향를 따라 경사져 있거나, 또는iv) 상기 코어 및 상기 클래딩의 하나 이상이 상기 i), ii), iii)의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치의 제조 방법.
- 제14항 또는 제15항에 있어서,상기 제1 기판과 상기 광학 소자 중 하나 이상에, 제3 광학적 접합 영역을 갖는 제2 중간전달용 광도파로(3431)를 형성하는 단계와;상기 제2 기판 상에 제4 광학적 접합 영역을 갖는 제2 전송용 광도파로(3421)를 형성하는 단계와;상기 제1 기판, 상기 광학 소자 및 상기 제2 중간전달용 광도파로 중 하나 이상에, 상기 제2 전송용 광도파로를 조립하는 단계를 추가로 포함하며,상기 제2 중간전달용 광도파로는, 상기 광학 소자와 상기 제2 중간전달용 광도파로 사이에서 광출력의 전달이 가능하도록 상기 제1 기판 상에 광학적으로 집적되어 있고,상기 제2 전송용 광도파로와 상기 제2 중간전달용 광도파로는 상기 제3 광학적 접합 영역 및 상기 제4 광학적 접합 영역에서 광출력의 횡단 전달이 가능하도록 구성되어 있고,상기 제2 전송용 광도파로를 조립하는 단계는, 상기 제3 광학적 접합 영역과 상기 제4 광학적 접합 영역 사이에 단열 결합이 형성되도록 상기 제3 및 제4 광학적 접합 영역의 서로에 대한 위치를 결정하는 단계를 포함하며,상기 제1 및 제2 전송용 광도파로는, i) 기계적으로 분리된 개별부품이거나 ii) 단일 기계 부품의 일부이거나 또는 iii) 상기 제2 기판상에 형성된 평면 광도파로로 이루어지는 것로 하는 광학 장치 제조 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제14항 또는 제15항에 있어서,상기 제1 중간전달용 광도파로와 상기 제1 전송용 광도파로는,i) 평면 광도파로; ii) 낮은 모드 인덱스 광도파로; iii) 높은 모드 인덱스 광도파로; iv) 코어 및 하위 인덱스 클래딩; v) 금속막을 포함하는 코어 및 하위 인덱스 클래딩; vi) 하나 이상의 다층 반사 스택을 포함하는 다층 광도파로 구조체; vii) 실리카계 광도파로; viii) 폴리머계 광도파로; ix) 반도체계 광도파로; x) 실리콘계 광도파로; xi) III족/V족 반도체계 광도파로; xii) 실리카계 코어 및 하위 인덱스 실리카계 클래딩; xiii) 실리콘 질화물 코어 및 실리카계 클래딩; xiv) 실리콘 산질화물 코어 및 실리카계 클래딩; xv) 다중의 코어 및 하위 인덱스 클래딩; xvi) 양자우물 혼합된 반도체계 광도파로; xvii) 평면 도파로 회로를 형성하는 도파로 기판상의 다수의 평면 도파로 중 하나로서의 평면 광도파로; xviii) 광학적 접합 영역을 형성하는 테이퍼 세그먼트를 가진 광섬유; xix) 광학적 접합 영역의 일부에서 횡방향으로 비대칭으로 잘려진 클래딩을 갖는 광섬유; 및 xx) 광학적 접합 영역이 경사진 단부로 되어 있는 광섬유중 하나 이상을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 장치의 제조 방법.
- 제14항 또는 제15항에 있어서,상기 제1 전송용 광도파로는,i) 다른 전송용 광도파로와의 횡단 전달 기능; ii) 다른 전송용 광도파로와의 종단 전달 기능; iii) 다른 전송용 광도파로와 공간모드 매칭되어 종단 전달하는 기능; iv) 광섬유와의 종단 전달 기능; v) 광섬유와 공간모드 매칭되어 종단 전달하는 기능; vi) 대형모드 광도파로로의 광학적 공간모드의 확장 기능; 및 vii) 다수의 분기 도파로로의 광출력의 분배 기능중 하나 이상을 수행할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 장치의 제조 방법.
- 제14항 또는 제15항에 있어서,상기 광학 소자는,i) 반도체계 광학 소자; ii) III족-V족 반도체계 광학 소자; iii) 레이저; iv) 변조기; v) 광검출기; vi) 파장 선택 광학 소자; 및 vii) 편광 선택 광학 소자중 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치의 제조 방법.
- 제23항에 있어서,상기 제1 중간전달용 광도파로와 상기 제2 전송용 광도파로 중 하나 이상의 적어도 일부는, 상기 광학 소자의 일부 기능을 제공하도록 구성되며, 상기 일부 기능에는,i) 파장-특정(wavelength-specific) 기능; ii) 광도파로 격자 세그먼트; iii) 열광학(thermo-optic) 기능; iv) 편광-특정(polarization-speific) 기능; v) 광출력 모니터링 기능; vi) 광검출; vii) 광출력 모니터링; viii) 공간모드-특정(spatial-mode-specific) 기능; 및 ix) 온도 보상중 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 하는 광학 장치의 제조 방법.
- 제14항 또는 제15항에 있어서,상기 제1 전송용 광도파로와 상기 제1 중간전달용 광도파로 중 하나 이상은 이들간의 횡단오프셋 광출력 전달 손실을 적어도 횡단오프셋 허용범위 만큼의 횡단오프셋에 대해 0.5dB 이하로 유지시키도록 구성되어 있으며, 상기 횡단오프셋 허용범위는 상기 제1 전송용 광도파로와 상기 제2 중간전달용 광도파로의 대응하는 횡단 광모드 크기특성의 ±0.5배, ±1.0배 및 ±1.5배 중 하나와 같은 것을 특징으로 하는 광학 장치의 제조 방법.
- 제14항 또는 제15항에 있어서,상기 제1 전송용 광도파로와 상기 제1 중간전달용 광도파로 중 하나 이상은 이들간의 횡단오프셋 광출력 전달 손실을 적어도 횡단오프셋 허용범위 만큼의 횡단오프셋에 대해 공칭 광출력 전달 손실의 ±0.5dB 이내로 유지시키며, 상기 횡단오프셋 허용범위는 상기 전송용 광도파로와 상기 중간전달용 광도파로의 대응하는 횡단 광모드 크기특성의 ±0.5배, ±1.0배 및 ±1.5배 중 하나와 같은 것을 특징으로 하는 광학 장치의 제조 방법.
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