KR101527484B1 - Volume bragg grating elements and manufacturing method there of - Google Patents

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Abstract

체적 브래그 격자가 개시된다. 이 체적 브래그 격자는 제1기판; 상기 제1기판에 식각된 주기적인 복수의 홈; 상기 홈에 채워진 제1유전물질; 상기 제1기판의 상기 제1유전물질이 채워진 면에 접합된 제2기판; 상기 제1기판이 제거된 제2기판; 그리고 상기 제2기판의 상기 제1기판이 제거된 면에 채워진 제2유전물질을 포함한다.A volume Bragg grating is initiated. The volume Bragg grating includes a first substrate; A periodic plurality of grooves etched in the first substrate; A first dielectric material filled in the groove; A second substrate bonded to a surface of the first substrate on which the first dielectric material is filled; A second substrate on which the first substrate is removed; And a second dielectric material filled in the surface of the second substrate from which the first substrate is removed.

Description

체적 브래그 격자 및 이의 제조방법{Volume bragg grating elements and manufacturing method there of} [0001] The present invention relates to a volume bragg grating and a manufacturing method thereof,

본 발명은 파장 선택 기능을 가진 브래그 격자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 체적 브래그 격자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a Bragg grating having a wavelength selecting function, and more particularly to a volume Bragg grating and a method of manufacturing the same.

회절 격자는 빛의 회절현상을 이용한 대표적인 광학 소자로서 빔 속에 포함된 다른 파장 혹은 색깔을 공간적으로 분리하는데 사용되어온 광학 소자의 하나이다. 회절 격자는 조사하고자 하는 빛의 파장과 비교할 수 있는 거리만큼 분리된 회절 소자(좁고 평행한 슬릿 또는 홈)의 집합으로 구성된다. The diffraction grating is a typical optical element using diffraction phenomenon of light and is one of the optical elements which have been used to spatially separate other wavelengths or colors included in the beam. The diffraction grating consists of a set of diffractive elements (narrow and parallel slits or grooves) separated by a distance comparable to the wavelength of the light to be irradiated.

회절 격자는 표면 릴리프 격자(Surface relief grating) 소자와 체적 브라그 격자로 구분할 수 있다. 표면 릴리프 격자는 투명하거나 혹은 불투명한 소자의 표면에 주기적인 굴절률의 변조를 가진 소자로서 투과형과 반사형 두 가지 방식으로 동작한다. 체적 브라그 격자 혹은 체적 홀로그래픽 격자(volume holographic grating)는 투명한 장치(element)의 전 체적에 걸쳐서 주기적인 위상 혹은 흡수 산란(perturbation)으로 구성된 회절 장치(element)로서 반사형과 투과형 두 가지로 동작할 수 있다. 체적 브라그 격자가 가진 높은 파장 및 각 감도, 큰 정보 용량과 대역폭으로 인해 데이터 저장, optical correlator, 광정보암호화, 광통신 그리고 분광기(spectroscopy) 등과 같은 응용분야에서 광범위하게 연구되고 개발되어 왔다. The diffraction grating can be divided into a surface relief grating element and a volume bragg grating. Surface relief gratings are devices that have a periodic refractive index modulation on the surface of a transparent or opaque device, and operate in two modes: transmissive and reflective. A volume holographic grating or a volume holographic grating is a diffractive element consisting of a periodic phase or absorption perturbation over the entirety of a transparent element and acts as both a reflective type and a transmissive type can do. Due to the high wavelength and sensitivity of bulk Bragg gratings, large information capacity and bandwidth, they have been extensively researched and developed in applications such as data storage, optical correlator, optical information encryption, optical communication and spectroscopy.

도 1은 종래의 투과형 체적 브래그 격자의 구조를 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing the structure of a conventional transmission type volume Bragg grating.

도 1을 참조하면, 체적 브래그 격자(1)는 격자 매질(M)이 두 개의 기판 (S1, S2)에 의해 보호되고 있는 구조를 가진다. 체적 브래그 격자(1)의 특성은 격자의 두께 t와 굴절률이 n1과 n2 로 서로 다른 격자 매질(M)의 배열 주기 d에 의해 결정된다. Referring to Fig. 1, the volume Bragg grating 1 has a structure in which the lattice medium M is protected by two substrates S1 and S2. The characteristics of the volume Bragg grating (1) are determined by the arrangement period d of the grating medium (M), which is different from the thickness t of the grating and the refractive index n 1 and n 2 .

도 2는 투광형 체적 브래그 격자에 대한 격자공식을 설명하기 위한 도면이다. 고전적인 회절격자 격자공식은 아래의 수학식 1과 같다FIG. 2 is a view for explaining a lattice formula for a transparent-type volume Bragg grating. The classical diffraction grating lattice formula is given by Equation 1 below

[수학식 1][Equation 1]

mλ/nd=sinα+cosβ m? / nd = sin? + cos?

여기서, m 은 회절 차수, λ는 자유공간에서 입사빔(IL)의 파장, n은 위상 매질의 평균 굴절률로서 n1 과 n2의 평균값, d는 회절격자의 표면을 따라 측정된 격자 주기, α는 입사빔(IL)의 자유공간에서의 회절격자 표면의 법선(z)으로부터 입사각, 그리고 β는 자유공간에서의 회절된 회절빔(DL)의 격자표면의 법선으로부터 회절각이다. 입사빔(IL)이 회절격자(2)에 특정한 각도로 입사하게 되면, 입사빔(IL) 중에서 회절격자 격자공식을 만족하는 특정한 파장의 빛은 특정한 각도로 강하게 회절되고, 입사빔(IL) 중에서 회절격자 격자공식을 만족하지 못하는 파장의 빛은 회절격자(2)를 그대로 통과하게 된다. 회절 차수 m을 1이라고 할 때, 회절격자의 격자공식을 만족하는 격자의 주기 d는 아래와 같은 수학식 2와 같이 주어진다.Where m is the diffraction order,? Is the wavelength of the incident beam IL in free space, n is the average refractive index of the phase medium and is the average of n 1 and n 2 , d is the grating period measured along the surface of the diffraction grating, Is an incident angle from the normal z of the diffraction grating surface in the free space of the incident beam IL and 硫 is the diffraction angle from the normal of the grating surface of the diffracted diffraction beam DL in free space. When the incident beam IL is incident on the diffraction grating 2 at an angle, light of a specific wavelength satisfying the diffraction grating lattice formula among the incident beams IL is strongly diffracted at a specific angle, The light of a wavelength which does not satisfy the diffraction grating lattice formula passes through the diffraction grating 2 as it is. Assuming that the diffraction order m is 1, the period d of the grating satisfying the grating formula of the diffraction grating is given by the following equation (2).

[수학식 2] &Quot; (2) "

d=λ/n(sinα+cosβ)d =? / n (sin? + cos?)

회절격자에서 가장 중요한 특성중의 하나는 회절 효율이다. 일반적으로, 체적 브래그 격자의 회절 효율 η는 아래와 같은 수학식 3과 같이 격자의 두께 t와 굴절률 변조폭 Δn에 비례한다(Volume-phase holographic gratings and their potential for astronomical applications, Samuel C. Barden, James A. Arns, Willis S. Colburn, Proc. SPIE 3355, Optical Astronomical Instrumentation, 866 (July 9, 1998)). One of the most important characteristics of the diffraction grating is the diffraction efficiency. Generally, the diffraction efficiency? Of a volume Bragg grating is proportional to the thickness t of the grating and the refractive index modulation width? N, as shown in Equation 3 below (Volume-phase holographic gratings and their potential for astronomical applications, Samuel C. Barden, James A Arns, Willis S. Colburn, Proc. SPIE 3355, Optical Astronomical Instrumentation, 866 (July 9, 1998)).

[수학식 3]&Quot; (3) "

η∝t*Δn ηαt * Δn

여기서, 굴절률의 변조폭 Δn은 굴절률이 서로 다른 두 층의 굴절률 차이의 절대값이다. 따라서 격자의 굴절률 차가 크면 격자의 두께를 얇게 할 수 있고, 반대로 굴절률의 차가 적으면 격자의 두께를 두껍게 만들어야 높은 효율을 얻을 수 있다.Here, the modulation width Δn of the refractive index is the absolute value of the refractive index difference of the two layers having different refractive indices. Therefore, if the refractive index difference of the grating is large, the thickness of the grating can be made thin. Conversely, if the refractive index difference is small, the thickness of the grating must be made thick.

체적 브래그 격자를 제조하기 위해서는 투명한 매질의 내부에 주기적인 굴절률의 변화를 영구적으로 새겨야 한다. 투명 매질에는 대표적으로 유리, 쿼츠, 젤라틴, 폴리머 등이 있다. 굴절률 변화를 야기하는데 가장 널리 사용되는 방법은 강한 빛을 감광성 물질에 조사하는 것이다. 사용하고자 하는 빛의 파장이 1 um 내외인 원 적외선인 경우 실용적인 회절 소자를 만들기 위해서는 굴절률 변화의 주기가 서브 마이크로미터에서 수 마이크로미터 내외가 되어야 한다. 서브 마이크로미터의 미세 패턴을 형성시키는 종래의 방법 중 가장 대표적인 방법은 두 레이저 빔 간의 간섭패턴(interference pattern)을 이용하는 것이다. 쿼츠나 유리 등에 펨토 초 레이저빔을 유리 등에 직접 조사하여 굴절률 변화를 유기할 수도 있다. 이하에서는 이와 같은 종래의 기술에 대하여 보다 상세히 소개하고자 한다. To produce a volume Bragg grating, a periodic refractive index change inside the transparent medium must be permanently etched. Glass, quartz, gelatin, and polymer are typical examples of the transparent medium. The most widely used method to cause refractive index changes is to irradiate strong light with a photosensitive material. In the case of a far-infrared ray having a wavelength of about 1 μm, in order to make a practical diffraction element, the period of the refractive index change should be within a few micrometers from the submicrometer. One of the most conventional methods of forming a fine pattern of submicrometers is to use an interference pattern between two laser beams. The femtosecond laser beam can be directly irradiated to glass or the like on quartz or glass to change the refractive index. Hereinafter, such a conventional technique will be described in detail.

체적 브래그 격자를 제작하는 종래의 방법에는 미국특허공보 제3,567,444호에 개시된 방법이 있다. A conventional method of manufacturing a volume Bragg grating is disclosed in U.S. Patent No. 3,567,444.

도 3은 종래의 다이크로메틱 젤라틴방법으로 제작된 체적 브래그 격자를 나타낸 도면이고, 도 4는 종래의 다이크로메틱 젤라틴방법을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 종래의 다이크로메틱 젤라틴 방법에 이용되는 홀로그래픽 노출장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a view showing a volume Bragg grating fabricated by a conventional dichromatic gelatin method, FIG. 4 is a flowchart showing a conventional dichromatic gelatin method, and FIG. 5 is a cross- Fig.

도 3을 참조하면, 젤라틴 격자(3)가 융합 실리카(fused silica) 기판(FS)위에 형성되 있고 젤라틴 격자(3) 위에 보호용 커버 융합 실리카 유리(FSC)가 광학 접착제(OA)로 접합되어 있다. 융합 실리카 기판(FS)과 커버 융합 실리카 유리(FSC)의 표면에는 빛의 반사손실을 방지하기 위한 반사방지층(ar: anti reflective layer)이 코팅되어 있다. Referring to FIG. 3, a gelatin lattice 3 is formed on a fused silica substrate FS, and a protective cover fused silica glass (FSC) is bonded to the gelatin lattice 3 with an optical adhesive (OA). The surface of the fused silica substrate (FS) and the cover fused silica glass (FSC) is coated with an anti-reflective layer (ar) to prevent light reflection loss.

도 4 및 도 5를 참조하면, 우선, 다이크로매티드 젤라틴 감광박막을 유리나 융합 실리카 기판위에 코팅한다(S1). Referring to FIGS. 4 and 5, first, a dichromated gelatin photosensitive thin film is coated on a glass or fused silica substrate (S1).

그 다음, 다이크로매티드 젤라틴 감광박막이 형성된 기판(S)을 홀로그래픽 노광장치(10)의 홀로그래픽 프린지 패턴(P)에 노출시킨다(S2). Next, the substrate S on which the dichromated gelatin photosensitive thin film is formed is exposed to the holographic fringe pattern P of the holographic exposure apparatus 10 (S2).

홀로그래픽 노광장치(10)는 결맞음(coherent) 광 방출부(11)와 간섭무늬 패턴 형성부(12)를 포함한다. 간섭무늬 패턴 형성부(12)는 결맞음 광을 두 개로 나누는 빔스플리터(12-5)와 나누어진 두개의 광의 진행경로를 다르게 하며 서로 간섭무늬를 형성도록 하는 제1내지 제4미러(12-1, 12-2, 12-3, 12-4)를 포함한다.The holographic exposure apparatus 10 includes a coherent light emitting portion 11 and an interference fringe pattern forming portion 12. The interference fringe pattern forming unit 12 includes a beam splitter 12-5 for dividing the coherent light into two beams, and first to fourth mirrors 12-1 to 12-4 for making the propagation paths of the divided beams different from each other and forming interference fringes. , 12-2, 12-3, 12-4).

이러한 홀로그래픽 노출장치(10)의 결맞은 광방출부(11)에서 광이 출사되면 서로 다른 진행경로(P1, P2)를 지나온 광이 서로 간섭하여 젤라틴 박막 위에 간섭무늬(P)를 형성한다.When the light is emitted from the light emitting portion 11 of the holographic exposure apparatus 10, light passing through different paths P1 and P2 interferes with each other to form an interference fringe P on the gelatin thin film.

그 다음, 감광된 다이크로메틱 젤라틴 박막에서 빛에 노출되지 않은 부위의 젤라틴을 용액으로 제거한다(S3).Next, the gelatin of the portion not exposed to light in the photosensitive dichromatic gelatin thin film is removed with a solution (S3).

마지막으로, 감광된 다이크로메틱 젤라틴 박막이 제거된 기판(S)을 접착제로 덮는다(S4).Finally, the substrate S on which the photosensitive dichromatic gelatin thin film has been removed is covered with an adhesive (S4).

위와 같은 다이크로메틱 젤라틴 방법은 레이저 빔의 사이즈와 광학계의 크기에 다라서 기판의 크기가 수 십 mm * 수 십 mm인 경우에만 이용될 수 있어 생산성이 낮은 문제점이 있다. The above-described dichromatic gelatin method can be used only when the size of the substrate is several tens of mm * several tens of mm depending on the size of the laser beam and the size of the optical system, resulting in low productivity.

투명한 매질에 고 밀도로 집속된 펨토 초 레이저 빔을 조사하면 다-양자 흡수(multi-photon absorption)와 어벨런치 이온화 (avalanche ionization) 과정의 조합에 의해 초점 근처에 굴절률 변화와 혹은 광 항복(optical breakdown)이 생성될 수 있다. 이와 같이 레이저빔에 의한 매질의 굴절률 변화를 이용하는 방법으로는 미국특허공보 제6,997,137 호에 개시된 펨토 초 레이저 직접 기록(direct writing) 방법이 있다. Irradiation of a femtosecond laser beam focused at high density on a transparent medium results in a refractive index change or optical breakdown near the focus by a combination of multi-photon absorption and avalanche ionization processes. Can be generated. The femtosecond laser direct writing method disclosed in U.S. Patent No. 6,997,137 is a method of utilizing the refractive index change of the medium by the laser beam.

그러나, 종래의 레이저 새김 방법은 굴절률의 변화량이 수 % 이하로 매우 적고, 레이저 빔의 폭이 커 선 밀도를 높게 가져갈 수 없는 문제가 있으므로 격자 효율이 약 50% 이하로서 낮다. 또한, 레이저 빔의 초점 심도가 짧기 때문에 깊이가 깊은 격자를 형성하기 어렵기 때문에 회절 효율이 높은 체적 브래그 격자를 제작하는 하는 데에 한계가 있는 문제점이 있다. However, in the conventional laser engraving method, the grating efficiency is as low as about 50% or less because there is a problem that the change amount of the refractive index is very small, less than several percent, and the width of the laser beam can not be increased. In addition, since the depth of focus of the laser beam is short, it is difficult to form a deeply deep lattice, so there is a problem in manufacturing a volume Bragg grating having a high diffraction efficiency.

체적 브래그 격자를 제작하는 또 다른 종래의 방법에는 미국특허공보 제 6,673,497 호에 개시된 photo-thermo-refractive silicate 유리(이하 PTR 유리라 칭한다)를 이용하는 방법 이 있다. Another conventional method of manufacturing a volume Bragg grating is to use a photo-thermo-refractive silicate glass (hereinafter referred to as PTR glass) disclosed in U.S. Patent No. 6,673,497.

PTR 유리는 Na2O-ZnO-Al2O3-SiO2 (Sodium-Zinc-Aluminum-Silicate) 유리에 Ce, Ag 그리고 F 가 도핑된 것이다. PTR 유리에 격자를 새기는 방법은 상기의 젤라틴 방법과 유사하다. 단지 새겨진 격자를 고착화 시키는 방법으로 PTR 유리를 500에서 650℃에서 수 분에서 수 시간 동안 열 현상(thermal development) 하는 방법을 사용한다. PTR 방법은 빛에 의해 노광된 부위의 유리의 굴절률 변화가 0.1 % 이하로 매우 적어 수 mm 두께의 두꺼운 회절격자가 요구되는 단점이 있다. The PTR glass is doped with Ce, Ag and F in Na 2 O-ZnO-Al 2 O 3 -SiO 2 (Sodium-Zinc-Aluminum-Silicate) glass. The method of engraving the grid on the PTR glass is similar to the gelatin method described above. The method of thermal development of PTR glass at 500 to 650 ° C for several minutes to several hours is used as a method of fixing only the engraved lattice. The PTR method is disadvantageous in that a thick diffraction grating with a thickness of several millimeters is required because the refractive index change of the glass in the region exposed by light is very small at less than 0.1%.

체적 브래그 격자 소자를 구현하기 위해서는 투명한 매질 내부에 수 mm 내지는 서브 mm 간격으로 영구적인 굴절률의 변조를 야기해야 한다. 실리콘을 기반으로 하는 반도체 제조기술은 지난 40여 년간 비약적인 발전을 거듭하여 왔다. 일 예로 DRAM 반도체 소자의 경우 미세 선폭은 현재 약 20nm급에 이르고 있다. 이러한 미세 선폭의 구현이 가능한 것은 핵심 반도체제조기술인 사진전사(photolightgraphy)기술, 식각기술, 박막 증착기술 등이 뒷받침 되기 때문이다. 식각기술을 예로 들면, 실리콘 또는 유리 등의 기판에 서브 mm 의 폭과 50 이상의 aspect ratio를 갖는 trench형성이 가능해지고 있다. 따라서 종래에는 레이저의 간섭 현상에 의해서만 형성이 가능했던 서브 mm 의 주기를 갖는 체적 브래그 격자의 제작이 반도체 식각기술로 구현이 가능하다.
In order to implement a volume Bragg grating device, it is necessary to induce a permanent refractive index modulation within a transparent medium within several millimeters or sub-mm intervals. Silicon-based semiconductor fabrication technology has undergone tremendous growth over the past 40 years. For example, in the case of DRAM semiconductor devices, the fine line width is now about 20 nm. This is because it is supported by photolightgraphy technology, etching technology, and thin film deposition technology, which are key semiconductor manufacturing technologies. Taking the etching technique as an example, it is becoming possible to form a trench having a width of sub-mm and an aspect ratio of 50 or more on a substrate such as silicon or glass. Therefore, it is possible to fabricate a volumetric Bragg grating having a period of sub mm, which can be formed only by the interference phenomenon of the laser, by the semiconductor etching technique.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 식각기술을 이용하여 제작된 체적 브래그 격자 및 이의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a volume Bragg grating fabricated using a semiconductor etching technique and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 양태에 따르면, 광학적으로 투명한 제1기판을 제공하는 단계; 상기 제1기판에 주기적인 복수의 홈을 식각하는 단계; 상기 홈에 상기 제1기판의 굴절율과 다른 굴절율을 가지는 접착물질을 채우는 단계; 및 상기 제1기판의 상기 접착물질이 채워진 면에 제2기판을 접합하는 단계를 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optically transparent first substrate, comprising: providing a first optically transparent substrate; Etching a plurality of grooves periodically in the first substrate; Filling the groove with an adhesive material having a refractive index different from the refractive index of the first substrate; And bonding the second substrate to a surface of the first substrate filled with the adhesive material.

본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 광학적으로 투명한 제1기판을 제공하는 단계; 상기 제1기판에 주기적인 복수의 홈을 식각하는 단계; 상기 홈에 상기 제1기판의 굴절율과 다른 굴절율을 가지는 유전물질을 채우는 단계; 상기 제1기판의 상기 유전물질이 채워진 면에 투명한 접착물질을 도포하는 단계; 그리고 상기 제1기판의 상기 접착물질이 도포된 면에 광학적으로 투명한 제2기판을 접합하는 단계를 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a display device, comprising: providing a first optically transparent substrate; Etching a plurality of grooves periodically in the first substrate; Filling the groove with a dielectric material having a refractive index different from the refractive index of the first substrate; Applying a transparent adhesive material to the surface of the first substrate filled with the dielectric material; And bonding an optically transparent second substrate to the surface of the first substrate on which the adhesive material is applied.

본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 제1기판을 제공하는 단계; 상기 제1기판을 식각하여 주기적인 복수의 홈을 형성하는 단계; 상기 복수의 홈에 상기 제1기판의 굴절율과 다른 굴절율을 가지는 제1접착물질을 채우는 단계; 상기 제1기판의 상기 제1접착물질이 채워진 면에 제2기판을 접합하는 단계; 상기 제2기판으로부터 상기 제1기판을 제거하는 단계; 상기 제2기판의 상기 제1기판이 제거된 면에 제2접착물질을 채우는 단계; 그리고 상기 제2기판의 상기 제2접착물질이 채워진 면에 제3기판을 접합하는 단계를 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: providing a first substrate; Etching the first substrate to form a plurality of periodic grooves; Filling the plurality of grooves with a first adhesive material having a refractive index different from the refractive index of the first substrate; Bonding a second substrate to a surface of the first substrate filled with the first adhesive material; Removing the first substrate from the second substrate; Filling a second substrate with a second adhesive material on a surface of the second substrate on which the first substrate is removed; And bonding a third substrate to a surface of the second substrate on which the second adhesive material is filled.

본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 제1기판을 제공하는 단계; 상기 제1기판을 식각하여 주기적인 복수의 홈을 형성하는 단계; 상기 홈에 제1유전물질을 채우는 단계; 상기 제1기판의 상기 제1유전물질이 채워진 면에 제1접착물질로 제2기판을 접합하는 단계; 상기 제2기판으로부터 상기 제1기판을 제거하는 단계; 상기 제2기판의 상기 제1기판이 제거된 면에 상기 제 1유전물질과 다른 굴절율을 가지는 제2유전물질을 채우는 단계를 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: providing a first substrate; Etching the first substrate to form a plurality of periodic grooves; Filling the groove with a first dielectric material; Bonding a second substrate with a first adhesive material to a surface of the first substrate filled with the first dielectric material; Removing the first substrate from the second substrate; Filling the second substrate with a second dielectric material having a refractive index different from that of the first dielectric material on a surface of the second substrate on which the first substrate is removed.

본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 제1기판; 상기 제1기판에 식각된 주기적인 복수의 홈; 상기 홈에 채워진 제1유전물질; 상기 제1기판의 상기 제1유전물질이 채워진 면에 접합된 제2기판; 상기 제1기판이 제거된 제2기판; 그리고 상기 제2기판의 상기 제1기판이 제거된 면에 채워진 제2유전물질을 포함하는 체적 브래그 격자를 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: a first substrate; A periodic plurality of grooves etched in the first substrate; A first dielectric material filled in the groove; A second substrate bonded to a surface of the first substrate on which the first dielectric material is filled; A second substrate on which the first substrate is removed; And a second dielectric material filled in a surface of the second substrate on which the first substrate is removed.

이상에서와 같은 본 발명의 실시예에 의해, 체적 브래그 격자가 반도체 제조공정에 의해 제작될 수 있게 된다.
According to the embodiment of the present invention as described above, the volume Bragg grating can be manufactured by the semiconductor manufacturing process.

도 1은 종래의 투과형 체적 브래그 격자의 구조를 나타낸 도면이다.
도2는 투광형 체적 브래그 격자에 대한 격자공식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 다이크로메틱 젤라틴방법으로 제작된 체적 브래그 격자를 나타낸 도면이다.
도 4는 종래의 다이크로메틱 젤라틴방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 종래의 다이크로메틱 젤라틴 방법에 이용되는 홀로그래픽 노출장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing the structure of a conventional transmission type volume Bragg grating.
FIG. 2 is a view for explaining a lattice formula for a transparent-type volume Bragg grating.
3 is a view showing a volume Bragg grating manufactured by a conventional dichromatic gelatin method.
4 is a flow chart illustrating a conventional dichromatic gelatin method.
5 is a schematic view of a holographic exposure apparatus used in a conventional dichromatic gelatin method.
6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a volume Bragg grating according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a method of manufacturing a volume Bragg grating according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention.
11 is a view for explaining a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention.
13 is a view for explaining a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 체적 브래그 격자 및 이의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a volume Bragg grating according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 나타낸 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a volume Bragg grating according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 illustrates a method of manufacturing a volume Bragg grating according to an embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 우선, 도 7의 (a)와 같이, 제1기판(S1)을 제공한다(401). Referring to FIGS. 6 and 7, first, a first substrate S1 is provided (401) as shown in FIG. 7 (a).

여기서, 제1기판(S1)은 체적 격자 매질이 됨과 동시에 격자를 지지하는 기판으로서의 역할을 동시에 제공하며, 광학적으로 투명한 유리, 쿼츠, 융합실리카(fused silica), 알루미나 및 사파이어 중 어느 하나 이다. 그리고 제1기판(S1)의 어느 일면 또는 전부에는 반사손실을 방지하기 위한 반사방지막(anti reflective coating)이 코팅된 것일 수 있다.Here, the first substrate S1 serves as a volume lattice medium and simultaneously serves as a substrate for supporting a grating, and is optically transparent glass, quartz, fused silica, alumina and sapphire. The first substrate S1 may be coated with an anti-reflective coating to prevent reflection loss on one or all of the first substrate S1.

그 다음, 도 7의 (b)와 같이, 제1기판(S1)의 일면에 반도체 제조공정분야에서 일반적으로 알려진 건식 식각(dry etching)으로 주기적인 가늘고 긴 복수의 홈(R1)을 형성한다(402). Next, as shown in FIG. 7 (b), a plurality of periodic slender grooves R 1 are formed on one surface of the first substrate S 1 by dry etching generally known in the field of semiconductor manufacturing processes 402).

여기서, 홈(R1)의 폭(W1)은 격자주기(d1)의 1/2 과 같거나 또는 이 보다 적게 형성한다. 복수의 홈(R1)들의 주기(d1)는 빛의 파장과 입사빔의 각도에 따라 결정되는 회절격자 격자공식(수식 1 또는 수식 2)을 만족하는 값으로 한다. 다시 말하면, 회절격자 격자공식뿐만 아니라 굴절률 변조폭, 회절빔의 편광 특성, 대역폭(bandwidth) 등 다양한 변수의 조합에 의해 최적화 되는 것이 바람직하다. 홈(R1)의 깊이(t1)는 굴절률의 변조폭 Δn과 함께 고려하여 원하는 회절효율을 얻을 수 있는 충분한 깊이가 되도록 한다. 일 예로서 굴절률의 차가 10% 인 경우에 격자의 두께가 약 10mm 이상 이면 90% 이상의 회절효율을 얻을 수 있다. Here, the width W1 of the groove R1 is formed to be equal to or less than 1/2 of the lattice period d1. The period d1 of the plurality of grooves R1 is set to a value satisfying a diffraction grating lattice formula (Formula 1 or Formula 2) determined according to the wavelength of light and the angle of the incident beam. In other words, it is desirable to optimize by the combination of various parameters such as the refractive index modulation width, the polarization characteristic of the diffraction beam, and the bandwidth as well as the diffraction grating lattice formulas. The depth t1 of the groove R1 is taken into consideration together with the modulation width Δn of the refractive index so as to be a sufficient depth to obtain the desired diffraction efficiency. As an example, when the thickness of the grating is about 10 mm or more when the difference in refractive index is 10%, a diffraction efficiency of 90% or more can be obtained.

그 다음, 도 7의 (c)와 같이, 복수의 홈(R1)에 제1기판(S1)의 굴절율과 다른 굴절율을 가지는 접착물질(B1)을 채운다(403). Then, as shown in FIG. 7C, the plurality of grooves R1 are filled with an adhesive material B1 having a refractive index different from the refractive index of the first substrate S1 (403).

여기서, 접착물질(B1)은 체적 격자 매질이 됨과 동시에 보호 기판을 부착할 때 접착제의 역할을 제공한다. 따라서 광학적으로 투명하며 극자외선 조사 접합 방법, 열접합 방법 중 어느 한 가지 또는 이들의 조합으로 접할될 수 있는 열 경화성 에폭시 수지, 극자외선 경화성 에폭시 수지, 실리콘(silicone) 및 폴리머 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 그리고 접착물질(B1)은 스핀 코팅(Spin coating) 또는 스프레이 코팅(Spray coating) 방법으로 채워질 수 있다. 접착물질(B1)은 회절격자를 형성하기 위하여 홈(R1)을 완전히 채움과 동시에 홈(R1) 이외의 영역에도 코팅되어 보호 기판을 접할 때 접착물질의 역할을 하게 하는 것이 바람직하다.Here, the adhesive material B1 serves as a lattice medium and serves as an adhesive when attaching the protective substrate. Therefore, it is preferable to use any one of thermosetting epoxy resin, extreme ultraviolet ray curable epoxy resin, silicone and polymer that is optically transparent and can be contacted by any one of or a combination of extreme ultraviolet ray irradiation bonding method and thermal bonding method Do. The adhesive material (B1) may be filled by a spin coating method or a spray coating method. The adhesive material B1 is preferably filled in the groove R1 to form the diffraction grating and at the same time, it is also coated on the region other than the groove R1 to serve as an adhesive material when the protective substrate is contacted.

그 다음, 도 7의 (d)와 같이, 제1기판(S1)의 복수의 홈(R1)이 형성된 면에 제2기판(S2)을 접합한다(404). Next, as shown in FIG. 7D, the second substrate S2 is bonded to the surface of the first substrate S1 on which the plurality of grooves R1 are formed (404).

여기서, 제2기판(S2)은 회절격자를 보호하는 역할을 제공하며 제1기판(S1)과 같이 광학적으로 투명한 유리, 쿼츠, 융합 실리카, 알루미나 및 사파이어 중에서 선택된 어느 하나 이다. 그리고 제2기판(S1)은 어느 일면 또는 전부에 반사방지막이 미리 코팅된 것일 수 있다. Here, the second substrate S2 serves to protect the diffraction grating and is either optically transparent glass such as the first substrate S1, quartz, fused silica, alumina or sapphire. The second substrate S1 may have an antireflection film coated on one or all of the surfaces thereof.

제1기판(S1)과 제2기판(S2)을 접합하는 방법은 접착물질(B1)의 종류에 따라서 극자외선 조사 접합 방법, 가열 접합 방법 및 압착 접합 방법 중 일부 또는 전부일 수 있다.The method of bonding the first substrate S1 and the second substrate S2 may be a part or all of the extreme ultraviolet irradiation bonding method, the heating bonding method and the compression bonding method depending on the type of the adhesive material B1.

한편, 제1기판(S1)과 제2기판(S2)을 접한한 이후에, 접합된 제1기판(S1)과 제2기판(S2)의 어느 일면 또는 전부에 반사방지막이 코팅되어 있지 않은 경우에 어느 일면 또는 전부에 반사방지막(ar1)을 코팅하는 과정을 더 수행할 수 있다.On the other hand, if the antireflection film is not coated on one or all of the bonded first substrate S1 and the second substrate S2 after the first substrate S1 and the second substrate S2 are in contact with each other The antireflection film ar1 may be coated on one or all of the surfaces of the antireflection film (ar1).

마지막으로, 접합된 제1기판(S1)과 제2기판(S2)을 소정의 크기로 절단한다(405). 이로써, 체적 브래그 격자가 제조된다.Finally, the bonded first and second substrates S1 and S2 are cut to a predetermined size (Step 405). Thereby, a volume Bragg grating is manufactured.

이하에서는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 체적 브래그 격자 및 이의 제조방법에 대해 도면과 함께 설명하기로 한다.Hereinafter, a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to the drawings.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 나타낸 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 illustrates a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention.

도 8및 도 9를 참조하면, 먼저, 도 9의 (a)와 같이, 제1기판(S3)을 제공한다(601). Referring to FIGS. 8 and 9, a first substrate S3 is provided (601), as shown in FIG. 9A.

여기서, 제1기판(S3)은 체적 격자 매질이 됨과 동시에 격자를 지지하는 기판으로서의 역할을 동시에 제공하며 광학적으로 투명한 유리, 쿼츠, 융합 실리카, 알루미나 및 사파이어 중 어느 하나이다. 그리고 제1기판(S3)은 어느 일면 또는 전부에 반사손실을 막기 위한 반사방지막이 코팅된 것일 수 있다.Here, the first substrate S3 serves as a volume lattice medium and at the same time serves as a substrate for supporting the grating, and is optically transparent glass, quartz, fused silica, alumina and sapphire. The first substrate S3 may be coated with an antireflection film for preventing reflection loss on one or all of the surfaces.

그 다음, 도 9의 (b)와 같이, 제1기판(S3)의 일면에 반도체 제조공정분야에서 일반적으로 알려진 건식 식각으로 주기적인 복수의 홈(R2)을 형성한다(602). Next, as shown in FIG. 9B, a plurality of periodic grooves R 2 are formed on one surface of the first substrate S 3 by dry etching, which is generally known in the field of semiconductor manufacturing process (602).

여기서, 홈(R2)의 폭(W2)은 격자 주기(d2)의 1/2과 같거나 또는 이 보다 적게 형성한다. 복수의 홈(R2)들의 주기(d2)는 빛의 파장과 입사빔의 각도에 따라 결정되는 회절격자 격자공식(수식 1 또는 수식 2)을 만족하는 값으로 한다. 보다 상세하게는, 회절격자 격자공식뿐만 아니라 굴절률 변조폭, 회절빔의 편광 특성, 대역폭 등 다양한 변수의 조합에 의해 최적화되는 것이 바람직하다. 복수의 홈(R2)의 깊이(t2)는 굴절률의 변조폭 Δn과 함께 원하는 회절효율이 얻어질 수 있는 충분한 깊이가 되도록 한다. Here, the width W2 of the groove R2 is formed to be equal to or less than 1/2 of the lattice period d2. The period d2 of the plurality of grooves R2 is set to a value satisfying the diffraction grating lattice formula (Eq. 1 or Eq. 2) determined according to the wavelength of the light and the angle of the incident beam. More specifically, it is desirable to optimize by the combination of various parameters such as the refractive index modulation width, the polarization characteristic of the diffraction beam, and the bandwidth as well as the diffraction grating lattice formulas. The depth t2 of the plurality of grooves R2 is made sufficiently large so that the desired diffraction efficiency can be obtained together with the modulation width? N of the refractive index.

그 다음, 도 9의 (c)와 같이, 제1기판(S3)의 홈(R2)에 제1기판(S3)의 굴절율과 다른 굴절율을 가진SiO2, SiOx, Si3N4, SiNx, SiOxNy 및 Al2O3 중 일부 또는 전부인 유전물질(B2)을 스퍼터링 방법, 화학기상증착 방법 및 원자층 증착 방법 중 어느 한 가지 또는 복수의 방법으로 채운다(603). Then, as shown in FIG. 9 (c), the first substrate (S3) of the groove (R2) of claim SiO 2, SiOx, with a refractive index different from the refractive index of the first substrate (S3) in the Si 3 N 4, SiNx, SiOxNy And a dielectric material (B2), which is a part or all of Al 2 O 3 , is filled (603) by one or more of a sputtering method, a chemical vapor deposition method, and an atomic layer deposition method.

여기서, 유전물질(B2)은 제1기판(S3) 표면에서 식각되지 않고 남은 부분과 조합되어 체적 격자를 구성한다.Here, the dielectric material B2 is combined with the remaining portion of the first substrate S3 without being etched to form a volume lattice.

한편, 유전물질(B2)을 채우는 과정에서 제1기판(S3)의 홈(R2) 이외의 부분에 증착된 유전물질(B2)은 기계적 연마 또는 화학적 식각 방법으로 제거할 수 있다.Meanwhile, the dielectric material B2 deposited on portions other than the groove R2 of the first substrate S3 in the process of filling the dielectric material B2 may be removed by a mechanical polishing or a chemical etching method.

그 다음, 도 9의 (d)와 같이, 제1기판(S3)의 유전물질(B2)이 채워진 면에 접합물질(B3)을 도포한 후에 격자의 보호 역할을 제공하는 제2기판(S4)을 접합한다(604). 9 (d), a second substrate S4, which protects the lattice after the bonding material B3 is applied to the surface of the first substrate S3 on which the dielectric material B2 is filled, (604).

여기서, 접합방법은 극자외선 조사 접합 방법, 가열 접합 방법 및 압착 접합 방법 중 일부 또는 전부를 사용할 수 있다. 그리고 제2기판(S4)은 어느 일면 또는 전부에 반사방지막이 코팅된 것일 수 있다.Here, as the bonding method, some or all of the extreme ultraviolet radiation bonding method, the heating bonding method and the press bonding method can be used. The second substrate S4 may be coated with an antireflection film on one or all of the surfaces.

한편, 제1기판(S3)과 제2기판(S4)을 접한한 이후에, 접합된 제1기판(S3)과 제2기판(S4)의 어느 일면 또는 전부에 반사방지막이 코팅되어 있지 않은 경우에 어느 일면 또는 전부에 반사방지막(ar2)을 코팅하는 과정을 더 수행할 수 있다.On the other hand, if the anti-reflection film is not coated on one or all of the bonded first substrate S3 and the second substrate S4 after the first substrate S3 and the second substrate S4 are in contact with each other The antireflection film (ar2) may be coated on one or both surfaces of the substrate.

마지막으로, 서로 접합된 제1기판(S3)과 제2기판(S4)을 소정의 크기로 절단한다(605). 이로써, 체적 브래그 격자가 제조된다.Finally, the first substrate S3 and the second substrate S4 bonded to each other are cut to a predetermined size (605). Thereby, a volume Bragg grating is manufactured.

이하에서는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 체적 브래그 격자 및 이의 제조방법에 대해 도면과 함께 설명하기로 한다.Hereinafter, a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to the drawings.

도 10은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 나타낸 흐름도이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention, and FIG. 11 illustrates a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention.

도 10 및 도 11를 참조하면, 우선, 도 11의 (a)와 같이, 제1기판(S5)을 제공한다(801). Referring to FIGS. 10 and 11, a first substrate S5 is provided (801) as shown in FIG. 11 (a).

여기서, 제1기판(S5)의 재질에 대한 특별한 제약은 없으나 수급의 용이성, 경제성 그리고 공정의 용이성에 있어서 실리콘(silicon) 웨이퍼가 가장 바람직하다.  Here, there is no particular limitation on the material of the first substrate S5, but a silicon wafer is most preferable in terms of ease of supply and demand, economical efficiency, and processability.

그 다음, 도 11의 (b)와 같이, 제1기판(S5)의 일면에 건식 식각으로 주기적인 복수의 홈(R3)을 형성한다(802). Next, as shown in FIG. 11B, a plurality of periodic grooves R3 are formed by dry etching on one surface of the first substrate S5 (802).

여기서, 홈(R3)의 폭(W3)은 격자 주기(d3)의 1/2 과 같거나 또는 이 보다 적게 형성한다. 복수의 홈(R3)들의 주기(d3)는 빛의 파장과 입사빔의 각도에 따라 결정되는 회절격자 격자공식(수식 1 또는 수식 2)을 만족하는 값으로 한다. 보다 상세하게는 브래그 격자공식뿐만 아니라 굴절률 변조폭, 회절빔의 편광 특성, 대역폭 등 다양한 변수의 조합에 의해 최적화 되는 것이 바람직하다. 홈(R3)의 깊이(t3)은 굴절률의 변조폭 Δn과 함께 고려하여 원하는 회절효율을 얻을 수 있는 충분한 깊이가 되도록 한다.Here, the width W3 of the groove R3 is formed to be equal to or less than 1/2 of the lattice period d3. The period d3 of the plurality of grooves R3 is set to a value satisfying the diffraction grating lattice formula (Eq. 1 or Eq. 2) determined according to the wavelength of the light and the angle of the incident beam. More specifically, it is preferable to optimize by the combination of various parameters such as the refractive index modulation width, the polarization characteristic of the diffraction beam, and the bandwidth as well as the Bragg grating formula. The depth t3 of the groove R3 is taken into consideration together with the modulation width? N of the refractive index so as to be a sufficient depth to obtain the desired diffraction efficiency.

그 다음, 도 11의 (c)와 같이, 제1기판(S5)의 복수의 홈(R3)에 제1접착물질(B3)을 채운다(803).      Then, as shown in FIG. 11C, the plurality of grooves R3 of the first substrate S5 are filled with the first adhesive material B3 (803).

여기서, 제1접착물질(B3)은 체적 격자 매질이 됨과 동시에 보호 기판을 부착하기 위한 접착제의 역할을 제공한다. 따라서 제1접착물질(B3)은 광학적으로 투명하며 극 좌외선 조사 접합 방법 또는 열 접합 방법에 이용될 수 있는 극자외선 경화성 에폭시 수지, 열경화성 에폭시 수지, 실리콘(silicone) 및 폴리머 중 어느 한나인 것이 바람직하다. 제1접착물질(B3)은 홈(R3)을 완전히 채움과 동시에 홈(R3) 이외의 영역에도 코팅되어 보호 기판을 접합할 때 접착물질의 역할을 하게 하는 것이 바람직하다. Here, the first adhesive material B3 serves as a volume lattice medium and serves as an adhesive for attaching the protective substrate at the same time. Therefore, it is preferable that the first adhesive material (B3) is at least one of an ultraviolet curable epoxy resin, a thermosetting epoxy resin, a silicone and a polymer which is optically transparent and can be used in a polar ultraviolet irradiation bonding method or a thermal bonding method Do. It is preferable that the first adhesive material B3 is completely filled in the groove R3 and is also coated in a region other than the groove R3 so as to serve as an adhesive material when bonding the protective substrate.

그 다음, 도 11의 (d)와 같이, 제1기판(S5)의 복수의 홈(R3)이 형성된 면에 제2기판(S6)을 접합한다(804). Next, as shown in FIG. 11D, the second substrate S6 is bonded to the surface of the first substrate S5 on which the plurality of grooves R3 are formed (804).

여기서, 제2기판(S6)은 광학적으로 불투명한 제1기판(S5)이 제거되었을 때 격자의 지지대 역할을 제공한다. 따라서 제2기판(S6)는 투명한 유리, 쿼츠 및 융합 실리카 중 어느 하나인 것이 바람직하다. Here, the second substrate S6 serves as a support for the grating when the optically opaque first substrate S5 is removed. Accordingly, it is preferable that the second substrate S6 is any one of transparent glass, quartz, and fused silica.

또한, 제2기판(S6)은 어느 일면 또는 전부에 반사손실을 막기 위한 반사방지막이 코팅된 것일 수 있다.In addition, the second substrate S6 may be one coated with an antireflection film for preventing reflection loss on one or all of the surfaces.

그 다음, 도 11의 (e)와 같이, 제1기판(S5)를 제거한다(805). 여기서, 제1기판(S5)를 제거하는 방법은 물리적 방법일 수 있으며, 건식 식각 또는 습식 식각과 같은 화학적 식각 방법일 수 있다.Then, as shown in FIG. 11E, the first substrate S5 is removed (805). Here, the method of removing the first substrate S5 may be a physical method, and may be a chemical etching method such as dry etching or wet etching.

그 다음, 도 11의 (f)와 같이, 제1기판(S5)이 제거되어 형성된 홈(R3-1)에 제1접착물질(B3)의 굴절율과 다른 굴절율을 가지는 제2접착물질(B4)을 채운다(806). 11 (f), a second adhesive material B4 having a refractive index different from that of the first adhesive material B3 is formed in the groove R3-1 formed by removing the first substrate S5, (806).

여기서, 제2접착물질(B4)은 체적 격자 매질이 됨과 동시에 보호 기판을 부착할 때 접착제의 역할을 제공한다. 따라서 광학적으로 투명하며 극자외선 조사 접합 방법, 열접합 방법 중 어느 한 가지 또는 이들의 조합으로 접할될 수 있는 열 경화성 에폭시 수지, 극자외선 경화성 에폭시 수지, 실리콘(silicone) 및 폴리머 중 어느 하나인 것이 바람직하다.Here, the second adhesive material B4 serves as a lattice medium and serves as an adhesive when attaching the protective substrate. Therefore, it is preferable to use any one of thermosetting epoxy resin, extreme ultraviolet ray curable epoxy resin, silicone and polymer that is optically transparent and can be contacted by any one of or a combination of extreme ultraviolet ray irradiation bonding method and thermal bonding method Do.

그 다음, 도 11의 (g)와 같이, 제2기판(S6)의 제2접착물질(B4)이 채워진 면에 제3기판(S7)을 접합한다(807). 제3기판(S7)은 체적 격자를 보호하는 역할을 제공하며, 광학적으로 투명한 유리, 쿼츠 및 융합 실리카 중 어느 하나이다. 제3기판(S7)은 어느 일면 또는 전부에 반사손실을 막기 위한 반사방지막이 코팅된 것일 수 있다.Next, as shown in FIG. 11G, the third substrate S7 is bonded to the surface of the second substrate S6 filled with the second adhesive material B4 (807). The third substrate S7 serves to protect the volume lattice, and is optically transparent glass, quartz, and fused silica. The third substrate S7 may be one coated with an antireflection film for preventing reflection loss on one or all of the surfaces.

한편, 제1기판(S6)과 제3기판(S7)을 접한한 이후에, 접합된 제1기판(S6)과 제3기판(S7)의 어느 일면 또는 전부에 반사방지막이 코팅되어 있지 않은 경우에 어느 일면 또는 전부에 반사방지막(ar3)을 코팅하는 과정을 더 수행할 수 있다.On the other hand, if the antireflection film is not coated on one or all of the bonded first substrate S6 and the third substrate S7 after the first substrate S6 and the third substrate S7 are in contact with each other The antireflection film (ar3) may be coated on at least one surface of the substrate.

마지막으로, 서로 접합된 제2기판(S6)과 제3기판(S7)을 일정한 크기로 절단한다(808). 이로써, 체적 브래그 격자가 제조된다.Finally, the second substrate S6 and the third substrate S7 bonded to each other are cut to a predetermined size (808). Thereby, a volume Bragg grating is manufactured.

이하에서는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 체적 브래그 격자 및 이의 제조방법에 대해 도면과 함께 설명하기로 한다.Hereinafter, a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to the drawings.

도 12는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 나타낸 흐름도이고, 도 13은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 체적 브래그 격자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention, and FIG. 13 illustrates a method of manufacturing a volume Bragg grating according to another embodiment of the present invention.

도 12 및 도 13을 참조하면, 우선, 도 13의 (a)와 같이, 제1기판(S8)을 제공한다(1101). Referring to FIGS. 12 and 13, first, a first substrate S8 is provided (1101) as shown in FIG. 13 (a).

여기서, 제1기판(S8)의 재질에 대한 특별한 제약은 없으나 수급의 용이성, 경제성 그리고 공정의 용이성에 있어서 실리콘(silicon) 웨이퍼가 가장 바람직하다. Here, although there is no particular limitation on the material of the first substrate S8, a silicon wafer is most preferable in terms of ease of supply and demand, economical efficiency, and processability.

그 다음, 도 13의 (b)와 같이, 제1기판(S8)에 주기적인 복수의 홈(R4)을 건식 식각으로 형성한다(1102). Next, as shown in FIG. 13B, a plurality of grooves R4 periodically formed on the first substrate S8 are formed by dry etching (1102).

여기서, 홈(R4)의 폭(W4)은 격자 주기(d4)의 1/2과 같거나 또는 이 보다 적게 형성한다. 복수의 홈(R4)들의 주기(d4)는 빛의 파장과 입사빔의 각도에 따라 결정되는 회절격자 격자공식(수식 1 또는 수식 2)을 만족하는 값으로 한다. 보다 상세하게는 브래그 격자공식뿐만 아니라 굴절률 변조폭, 회절빔의 편광 특성, 대역폭 등 다양한 변수의 조합에 의해 최적화되는 것이 바람직하다. 홈(R4)의 깊이(t4)은 굴절률의 변조폭 Δn과 함께 고려하여 원하는 회절효율을 얻을 수 있는 충분한 깊이가 되도록 한다.Here, the width W4 of the groove R4 is formed to be equal to or less than 1/2 of the grating period d4. The period d4 of the plurality of grooves R4 is a value that satisfies the diffraction grating lattice formula (Eq. 1 or Eq. 2) determined according to the wavelength of the light and the angle of the incident beam. More specifically, it is preferable to optimize by the combination of various parameters such as the refractive index modulation width, the polarization characteristic of the diffraction beam, and the bandwidth as well as the Bragg grating formula. The depth t4 of the groove R4 is considered together with the modulation width? N of the refractive index so as to be a sufficient depth to obtain a desired diffraction efficiency.

그 다음, 도 13의 (c)와 같이, 복수의 홈(R4)에 SiO2, SiOx, Si3N4, SiNx, SiOxNy 및 Al2O3 중 일부 또는 전부인 제1유전물질(B5)을 스퍼터링 방법, 화학기상증착 방법 및 원자 층 증착 방법 중 어느 한 가지 또는 복수의 방법으로 채운다(1103). Then, as shown in (c) of Figure 13, SiO 2, SiOx, Si 3 N 4, SiNx, SiOxNy, and Al 2 O 3 of some or all first sputtering a dielectric material (B5) to the plurality of grooves (R4) (1103) by one or more methods selected from the group consisting of the atomic layer deposition method, the chemical vapor deposition method, and the atomic layer deposition method.

여기서, 제1유전물질(B5)은 체적 격자의 한 가지 구성 요소가 된다. 제1유전물질(B5)을 채우는 과정에서 복수의 홈(R4) 외부에 증착된 제1유전물질(B5)은 기계적 연마 또는 화학적 식각 방법으로 제거할 수 있다.Here, the first dielectric material B5 becomes one component of the volume lattice. In the process of filling the first dielectric material B5, the first dielectric material B5 deposited outside the plurality of trenches R4 may be removed by mechanical polishing or chemical etching.

그 다음, 도 13의 (d)와 같이, 제1기판(S8)의 제1유전물질(B5)이 채워진 면에 열 경화성 에폭시 수지, 극자외선 경화성 에폭시 수지, 실리콘(silicone) 및 폴리머와 같은 투명한 제1접착물질(B6)로 제2기판(S9)를 접합한다(1105). Next, as shown in FIG. 13 (d), a first dielectric material B5 of the first substrate S8 is coated with a transparent material such as a thermosetting epoxy resin, an ultraviolet ray curable epoxy resin, a silicone, The second substrate S9 is bonded to the first adhesive material B6 (1105).

여기서, 제2기판(S9)은 상기 제1기판(S8)이 제거된 다음에 상기 제1유전물질(B5)을 지지하는 기판 역할을 제공하는 것으로서 바람직하게는 유리, 쿼츠 및 융합 실리카 중 어느 하나 이다. 제1기판(S8)과 제2기판(S9)의 접합은 제1접합물질(B6)의 종류에 따라서 극자외선 조사 접합 방법, 가열 접합 방법 및 압착 접합 방법 중 어느 한 가지 또는 복수의 방법일 수도 있다. Here, the second substrate S9 serves as a substrate for supporting the first dielectric material B5 after the first substrate S8 is removed. Preferably, the second substrate S9 is made of glass, quartz, or fused silica. to be. The bonding of the first substrate S8 and the second substrate S9 may be performed by one or more of the extreme ultraviolet irradiation bonding method, the heating bonding method and the compression bonding method depending on the type of the first bonding material B6 have.

그 다음, 도 13의 (e)와 같이, 제1기판(S8)을 제거한다(1105). Next, as shown in FIG. 13E, the first substrate S8 is removed (1105).

여기서, 제1기판(S8)을 제거하는 방법은 물리적 방법 또는 화학적 방법일 수 있다. 화학적 방법은 건식 식각 방법 또는 습식 식각 방법일 수 있으나 습식 식각 방법이 보다 바람직하다.Here, the method of removing the first substrate S8 may be a physical method or a chemical method. The chemical method may be a dry etching method or a wet etching method, but a wet etching method is more preferable.

그 다음, 도 13의 (f)와 같이, 제1기판(S8)이 제거되어 형성된 홈에 제1유전물질의 굴절율과 다른 굴절율을 가지는 SiO2, SiOx, Si3N4, SiNx, SiOxNy 및 Al2O3 중 어느 하나 또는 다수인 제2유전물질(B7)을 스퍼터링 방법, 화학기상증착 방법 및 원자 층 증착 방법 중 일부 또는 전부로 완전히 채운다(1106). 이때, 제1기판(S8) 상의 홈(R4)의 외부에 증착된 제2유전물질(B7)은 기계적 연마 또는 화학적 식각 방법으로 제거할 수 있다.Next, as shown in FIG. 13F, SiO 2 , SiO x, Si 3 N 4 , SiN x, SiO x N y, and Al (Al) having a refractive index different from that of the first dielectric material are formed in the groove formed by removing the first substrate S 8. 2 O 3 or a plurality of second dielectric materials B 7 are completely filled 1106 with some or all of the sputtering method, the chemical vapor deposition method, and the atomic layer deposition method. At this time, the second dielectric material B7 deposited outside the groove R4 on the first substrate S8 may be removed by mechanical polishing or chemical etching.

그 다음, 도 13의 (g)와 같이, 제2유전물질(B7)이 채워진 면에 제2접착물질(B8)을 이용하여 제3기판(S10)을 더 접합할 수 있다(1107).Next, as shown in FIG. 13G, the third substrate S10 may be further bonded 1107 by using the second adhesive material B8 on the surface filled with the second dielectric material B7.

여기서, 제3기판(S10)은 체적 격자를 보호하는 역할을 제공하며, 광학적으로 투명한 유리, 쿼츠 및 융합 실리카 중 어느 하나이다. 제3기판(S10)은 어느 일면 또는 전부에 반사손실을 막기 위한 반사방지막이 코팅된 것일 수 있다. Here, the third substrate S10 serves to protect the volume lattice, and is optically transparent glass, quartz, and fused silica. The third substrate S10 may be formed by coating an antireflection film on one or both sides to prevent reflection loss.

한편, 제2기판(S9)과 제3기판(S10)을 접한한 이후에, 접합된 제2기판(S9)과 제3기판(S10)의 어느 일면 또는 전부에 반사방지막이 코팅되어 있지 않은 경우에 어느 일면 또는 전부에 반사방지막(ar4)을 코팅하는 공정을 더 수행할 수 있다.On the other hand, if the antireflection film is not coated on any one or all of the bonded second substrate S9 and the third substrate S10 after the second substrate S9 and the third substrate S10 are in contact with each other A step of coating the antireflection film (ar4) on one or all of the surfaces of the substrate can be further performed.

마지막으로, 서로 접합된 제3기판(S10)과 제2기판(S9)을 일정한 크기로 절단한다(1109). 이로써, 체적 브래그 격자가 제조된다.Finally, the third substrate S10 and the second substrate S9 bonded to each other are cut to a predetermined size (1109). Thereby, a volume Bragg grating is manufactured.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

S1, S3, S5, S8: 제1기판 S2, S4, S6, S9: 제2기판
S7, S10: 제3기판 B1, B3: 접착물질
B2: 유전물질 B3-1, B6: 제1접착물질
B4, B8: 제2접착물질 B5: 제1유전물질
B7: 제2유전물질 R1, R2, R3, R4: 홈
ar, ar1, ar2, ar3, ar4: 반사 방지막S1, S3, S5, S8: first substrate S2, S4, S6, S9:
S7, S10: Third substrate B1, B3: Adhesive material
B2: Dielectric substance B3-1, B6: First adhesive substance
B4, B8: Second adhesive material B5: First dielectric material
B7: Second dielectric material R1, R2, R3, R4: Home
ar, ar1, ar2, ar3, ar4: antireflection film

Claims (37)

광학적으로 투명하여 매질이 되는 제1기판을 제공하는 단계;
상기 제1기판에 주기적인 복수의 홈을 식각하되, 상기 홈의 폭이 격자주기의 1/2 이하가 되며 상기 격자주기가 하기 수학식1에 만족하도록 식각하는 단계;
상기 홈에 상기 제1기판의 굴절율과 다른 굴절율을 가지는 접착물질을 채우는 단계; 및
상기 제1기판의 상기 접착물질이 채워진 면에 제2기판을 접합하는 단계를 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법.
<수학식 1>
mλ/nd=sinα+cosβ
(여기서, m 은 회절 차수, λ는 자유공간에서 입사빔(IL)의 파장, n은 위상 매질의 평균 굴절률로서 n1 과 n2의 평균값, d는 회절격자의 표면을 따라 측정된 격자 주기, α는 입사빔(IL)의 자유공간에서의 회절격자 표면의 법선(z)으로부터 입사각, 그리고 β는 자유공간에서의 회절된 회절빔(DL)의 격자표면의 법선으로부터 회절각이다.)Providing a first substrate that is optically transparent to become a medium;
Etching a plurality of grooves periodically in the first substrate such that a width of the grooves is equal to or less than a half of a lattice period and the lattice period satisfies Equation 1;
Filling the groove with an adhesive material having a refractive index different from the refractive index of the first substrate; And
And bonding a second substrate to a surface of the first substrate filled with the adhesive material.
&Quot; (1) &quot;
m? / nd = sin? + cos?
(Where, m is the diffraction order, λ is the wavelength of the incident beam (IL) in free space, n is the average value of n 1 and n 2 is the average refractive index of the phase medium, d is the period measured grid along the surface of the diffraction grating, alpha is the incident angle from the normal z of the diffraction grating surface in the free space of the incident beam IL and beta is the diffraction angle from the normal of the grating surface of the diffracted diffraction beam DL in free space) 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 식각은 건식 식각인 체적 브래그 격자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the etch is a dry etch. 제 1항에 있어서,
상기 제1기판 및 제2기판은 쿼츠, 융합 실리카, 유리, 알루미나 및 사파이어 중 하나인 체적 브래그 격자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the first substrate and the second substrate are one of quartz, fused silica, glass, alumina, and sapphire. 제 1항에 있어서,
상기 접착물질은 극자외선 경화성 에폭시 수지, 열 경화성 에폭시 수지 및 실리콘(Silicone) 중 적어도 하나인 체적 브래그 격자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the adhesive material is at least one of an extreme ultraviolet curable epoxy resin, a thermosetting epoxy resin, and a silicone (Silicone). 제 1항에 있어서,
접합된 상기 제1기판과 상기 제2기판의 적어도 한쪽 면에는 반사방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법. The method according to claim 1,
And forming an antireflection film on at least one side of the bonded first substrate and the second substrate. 광학적으로 투명하여 매질이 되는 제1기판을 제공하는 단계;
상기 제1기판에 주기적인 복수의 홈을 식각하되, 상기 홈의 폭이 격자주기의 1/2 이하가 되며 상기 격자주기가 하기 수학식1에 만족하도록 식각하는 단계;
상기 홈에 상기 제1기판의 굴절율과 다른 굴절율을 가지는 유전물질을 채우는 단계;
상기 제1기판의 상기 유전물질이 채워진 면에 투명한 접착물질을 도포하는 단계; 그리고
상기 제1기판의 상기 접착물질이 도포된 면에 광학적으로 투명한 제2기판을 접합하는 단계를 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법.
<수학식 1>
mλ/nd=sinα+cosβ
(여기서, m 은 회절 차수, λ는 자유공간에서 입사빔(IL)의 파장, n은 위상 매질의 평균 굴절률로서 n1 과 n2의 평균값, d는 회절격자의 표면을 따라 측정된 격자 주기, α는 입사빔(IL)의 자유공간에서의 회절격자 표면의 법선(z)으로부터 입사각, 그리고 β는 자유공간에서의 회절된 회절빔(DL)의 격자표면의 법선으로부터 회절각이다.)Providing a first substrate that is optically transparent to become a medium;
Etching a plurality of grooves periodically in the first substrate such that a width of the grooves is equal to or less than a half of a lattice period and the lattice period satisfies Equation 1;
Filling the groove with a dielectric material having a refractive index different from the refractive index of the first substrate;
Applying a transparent adhesive material to the surface of the first substrate filled with the dielectric material; And
And bonding an optically transparent second substrate to the surface of the first substrate on which the adhesive material is applied.
&Quot; (1) &quot;
m? / nd = sin? + cos?
(Where, m is the diffraction order, λ is the wavelength of the incident beam (IL) in free space, n is the average value of n 1 and n 2 is the average refractive index of the phase medium, d is the period measured grid along the surface of the diffraction grating, alpha is the incident angle from the normal z of the diffraction grating surface in the free space of the incident beam IL and beta is the diffraction angle from the normal of the grating surface of the diffracted diffraction beam DL in free space) 제 7항에 있어서,
상기 홈의 주기는 격자공식을 만족하는 것인 체적 브래그 격자의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the period of the groove satisfies the lattice formulas. 제 7항에 있어서,
상기 식각은 건식 식각인 체적 브래그 격자의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the etch is a dry etch. 제 7항에 있어서,
상기 제1기판 및 제2기판은 쿼츠, 융합 실리카, 유리, 알루미나 및 사파이어 중 하나인 체적 브래그 격자의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the first substrate and the second substrate are one of quartz, fused silica, glass, alumina, and sapphire. 제 7항에 있어서,
상기 접착물질은 극자외선 경화성 에폭시 수지, 열 경화성 에폭시 수지 및 실리콘(Silicone) 중 적어도 하나인 체적 브래그 격자의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the adhesive material is at least one of an extreme ultraviolet curable epoxy resin, a thermosetting epoxy resin, and a silicone (Silicone). 제7항에 있어서,
상기 유전물질은 SiO2, SiOx, Si3N4, SiNx, SiOxNy 및 Al2O3 중 하나 또는 복수인 체적 브래그 격자의 제조방법.8. The method of claim 7,
The dielectric material is SiO 2, SiOx, Si 3 N 4, SiNx, SiOxNy , and Al 2 O 3 Lt; RTI ID = 0.0 &gt; and / or &lt; / RTI &gt; 제7항에 있어서,
상기 유전물질을 채우는 단계는 스퍼터링 방법, 화학기상증착 방법 및 원자 층 증착방법 중 하나 또는 둘을 이용하는 체적 브래그 격자의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein filling the dielectric material comprises using one or both of a sputtering method, a chemical vapor deposition method, and an atomic layer deposition method. 광학적으로 투명하여 매질이 되는 제1기판을 제공하는 단계;
상기 제1기판에 주기적인 복수의 홈을 식각하되, 상기 홈의 폭이 격자주기의 1/2 이하가 되며 상기 격자주기가 하기 수학식1에 만족하도록 식각하는 단계;
상기 복수의 홈에 상기 제1기판의 굴절율과 다른 굴절율을 가지는 제1접착물질을 채우는 단계;
상기 제1기판의 상기 제1접착물질이 채워진 면에 제2기판을 접합하는 단계;
상기 제2기판으로부터 상기 제1기판을 제거하는 단계;
상기 제2기판의 상기 제1기판이 제거된 면에 제2접착물질을 채우는 단계; 및
상기 제2기판의 상기 제2접착물질이 채워진 면에 제3기판을 접합하는 단계를 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법.
<수학식 1>
mλ/nd=sinα+cosβ
(여기서, m 은 회절 차수, λ는 자유공간에서 입사빔(IL)의 파장, n은 위상 매질의 평균 굴절률로서 n1 과 n2의 평균값, d는 회절격자의 표면을 따라 측정된 격자 주기, α는 입사빔(IL)의 자유공간에서의 회절격자 표면의 법선(z)으로부터 입사각, 그리고 β는 자유공간에서의 회절된 회절빔(DL)의 격자표면의 법선으로부터 회절각이다.)Providing a first substrate that is optically transparent to become a medium;
Etching a plurality of grooves periodically in the first substrate such that a width of the grooves is equal to or less than a half of a lattice period and the lattice period satisfies Equation 1;
Filling the plurality of grooves with a first adhesive material having a refractive index different from the refractive index of the first substrate;
Bonding a second substrate to a surface of the first substrate filled with the first adhesive material;
Removing the first substrate from the second substrate;
Filling a second substrate with a second adhesive material on a surface of the second substrate on which the first substrate is removed; And
And bonding a third substrate to a surface of the second substrate on which the second adhesive material is filled.
&Quot; (1) &quot;
m? / nd = sin? + cos?
(Where, m is the diffraction order, λ is the wavelength of the incident beam (IL) in free space, n is the average value of n 1 and n 2 is the average refractive index of the phase medium, d is the period measured grid along the surface of the diffraction grating, alpha is the incident angle from the normal z of the diffraction grating surface in the free space of the incident beam IL and beta is the diffraction angle from the normal of the grating surface of the diffracted diffraction beam DL in free space) 제14항에 있어서,
상기 제1기판은 실리콘 웨이퍼인 체적 브래그 격자의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the first substrate is a silicon wafer. 제14항에 있어서,
상기 제1접착물질과 상기 제2접착물질은 극 자외선 경화성 에폭시 수지, 열 경화성 에폭시 수지 및 실리콘 중 하나인 체적 브래그 격자의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the first adhesive material and the second adhesive material are one of an extreme ultraviolet curable epoxy resin, a thermosetting epoxy resin, and a silicone. 제14항에 있어서,
상기 제1기판을 제거하는 단계는 상기 제1기판을 습식 식각하는 것인 체적 브래그 격자의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein removing the first substrate comprises wet-etching the first substrate. 제14항에 있어서,
상기 제2기판과 상기 제3기판은 쿼츠, 융합 실리카 및 유리 중 하나인 체적 브래그 격자의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the second substrate and the third substrate are one of quartz, fused silica, and glass. 제14항에 있어서,
접합된 상기 제2기판과 상기 제3기판의 적어도 한쪽 면에는 반사방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법.15. The method of claim 14,
And forming an antireflection film on at least one side of the second substrate and the third substrate bonded. 광학적으로 투명하여 매질이 되는 제1기판을 제공하는 단계;
상기 제1기판에 주기적인 복수의 홈을 식각하되, 상기 홈의 폭이 격자주기의 1/2 이하가 되며 상기 격자주기가 하기 수학식1에 만족하도록 식각하는 단계;
상기 홈에 제1유전물질을 채우는 단계;
상기 제1기판의 상기 제1유전물질이 채워진 면에 제1접착물질로 제2기판을 접합하는 단계;
상기 제2기판으로부터 상기 제1기판을 제거하는 단계; 및
상기 제2기판의 상기 제1기판이 제거된 면에 상기 제 1유전물질과 다른 굴절율을 가지는 제2유전물질을 채우는 단계를 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법.
<수학식 1>
mλ/nd=sinα+cosβ
(여기서, m 은 회절 차수, λ는 자유공간에서 입사빔(IL)의 파장, n은 위상 매질의 평균 굴절률로서 n1 과 n2의 평균값, d는 회절격자의 표면을 따라 측정된 격자 주기, α는 입사빔(IL)의 자유공간에서의 회절격자 표면의 법선(z)으로부터 입사각, 그리고 β는 자유공간에서의 회절된 회절빔(DL)의 격자표면의 법선으로부터 회절각이다.)Providing a first substrate that is optically transparent to become a medium;
Etching a plurality of grooves periodically in the first substrate such that a width of the grooves is equal to or less than a half of a lattice period and the lattice period satisfies Equation 1;
Filling the groove with a first dielectric material;
Bonding a second substrate with a first adhesive material to a surface of the first substrate filled with the first dielectric material;
Removing the first substrate from the second substrate; And
And filling the second substrate of the second substrate with a second dielectric material having a refractive index different from the first dielectric material on the surface from which the first substrate is removed.
&Quot; (1) &quot;
m? / nd = sin? + cos?
(Where, m is the diffraction order, λ is the wavelength of the incident beam (IL) in free space, n is the average value of n 1 and n 2 is the average refractive index of the phase medium, d is the period measured grid along the surface of the diffraction grating, alpha is the incident angle from the normal z of the diffraction grating surface in the free space of the incident beam IL and beta is the diffraction angle from the normal of the grating surface of the diffracted diffraction beam DL in free space) 제20항에 있어서,
상기 제2기판의 상기 제2유전물질이 채워진 면에 제2접착물질로 제3기판을 접합하는 단계를 더 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법21. The method of claim 20,
Further comprising the step of bonding a third substrate with a second adhesive material to a surface of the second substrate filled with the second dielectric material, 제20항에 있어서,
상기 제1기판은 실리콘 웨이퍼인 체적 브래그 격자의 제조방법.21. The method of claim 20,
Wherein the first substrate is a silicon wafer. 제21항에 있어서,
상기 제1접착물질과 상기 제2접착물질은 극 자외선 경화성 에폭시 수지, 열 경화성 에폭시 수지 및 실리콘 중 하나인 체적 브래그 격자의 제조방법.22. The method of claim 21,
Wherein the first adhesive material and the second adhesive material are one of an extreme ultraviolet curable epoxy resin, a thermosetting epoxy resin, and a silicone. 제20항에 있어서,
상기 제1기판을 제거하는 단계는 상기 제1기판을 습식 식각하는 것인 체적 브래그 격자의 제조방법.21. The method of claim 20,
Wherein removing the first substrate comprises wet-etching the first substrate. 제21항에 있어서,
상기 제2기판과 상기 제3기판은 쿼츠, 융합 실리카 및 유리 중 하나인 체적 브래그 격자의 제조방법.22. The method of claim 21,
Wherein the second substrate and the third substrate are one of quartz, fused silica, and glass. 제20항에 있어서,
상기 제1유전물질은 SiO2, SiOx, Si3N4, SiNx, SiOxNy 및 Al2O3 중 하나인 체적 브래그 격자의 제조방법.21. The method of claim 20,
It said first dielectric material is SiO 2, SiOx, Si 3 N 4, SiNx, SiOxNy , and Al 2 O 3 in a volume production method of the Bragg gratings either. 제21항에 있어서,
접합된 상기 제2기판과 상기 제3기판의 적어도 한쪽 면에는 반사방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 체적 브래그 격자의 제조방법.22. The method of claim 21,
And forming an antireflection film on at least one side of the second substrate and the third substrate bonded. 주기적인 복수의 홈을 식각하되, 상기 홈의 폭이 격자주기의 1/2 이하가 되며 상기 격자주기가 하기 수학식1에 만족하도록 제1기판을 식각하고, 상기 홈에 제1유전물질을 채운 이후, 상기 제1기판의 상기 제1유전물질이 채워진 면에 제1 접착물질로 제2기판을 접합시킨 다음, 상기 제2기판에서 상기 제1기판을 제거하고, 상기 제1기판이 제거된 상기 제2기판의 면에 제2유전물질을 채워 형성되는 체적 브래그 격자.
<수학식 1>
mλ/nd=sinα+cosβ
(여기서, m 은 회절 차수, λ는 자유공간에서 입사빔(IL)의 파장, n은 위상 매질의 평균 굴절률로서 n1 과 n2의 평균값, d는 회절격자의 표면을 따라 측정된 격자 주기, α는 입사빔(IL)의 자유공간에서의 회절격자 표면의 법선(z)으로부터 입사각, 그리고 β는 자유공간에서의 회절된 회절빔(DL)의 격자표면의 법선으로부터 회절각이다.)The first substrate is etched so that the width of the groove is equal to or less than 1/2 of the lattice period and the lattice period satisfies Equation 1, and the groove is filled with the first dielectric material Thereafter, a second substrate is bonded to a surface of the first substrate on which the first dielectric material is filled, the first substrate is removed from the second substrate, and the first substrate is removed. A volume Bragg grating formed by filling a surface of a second substrate with a second dielectric material.
&Quot; (1) &quot;
m? / nd = sin? + cos?
(Where, m is the diffraction order, λ is the wavelength of the incident beam (IL) in free space, n is the average value of n 1 and n 2 is the average refractive index of the phase medium, d is the period measured grid along the surface of the diffraction grating, alpha is the incident angle from the normal z of the diffraction grating surface in the free space of the incident beam IL and beta is the diffraction angle from the normal of the grating surface of the diffracted diffraction beam DL in free space) 제28항에 있어서,
상기 제1기판은 실리콘 웨이퍼인 체적 브래그 격자.29. The method of claim 28,
Wherein the first substrate is a silicon wafer. 제28항에 있어서,
상기 제1접착물질은 극 자외선 경화성 에폭시 수지, 열 경화성 에폭시 수지 및 실리콘 중 하나인 체적 브래그 격자.29. The method of claim 28,
Wherein the first adhesive material is one of an extreme ultraviolet curable epoxy resin, a thermosetting epoxy resin, and a silicone. 제28항에 있어서,
상기 제1기판은 습식 식각되는 체적 브래그 격자.29. The method of claim 28,
Wherein the first substrate is wet etched. 제28항에 있어서,
상기 제2기판은 쿼츠, 융합 실리카 및 유리 중 하나인 체적 브래그 격자.29. The method of claim 28,
Wherein the second substrate is one of quartz, fused silica, and glass. 제28항에 있어서,
상기 제1유전물질은 SiO2, SiOx, Si3N4, SiNx, SiOxNy 및 Al2O3 중 하나인 체적 브래그 격자.29. The method of claim 28,
Said first dielectric material is SiO 2, SiOx, Si 3 N 4, SiNx, SiOxNy , and Al 2 O 3 One of the volumetric Bragg gratings. 제28항에 있어서,
상기 제2유전물질은 SiO2, SiOx, Si3N4, SiNx, SiOxNy 및 Al2O3 중 하나이고 상기 제1유전물질과 다른 물질인 체적 브래그 격자.29. The method of claim 28,
Said second dielectric material is SiO 2, SiOx, Si 3 N 4, SiNx, SiOxNy , and Al 2 O 3 And is a material different from the first dielectric material. 제28항에 있어서,
상기 제2유전물질이 채워진 제2기판에 제3기판이 더 접합된 것을 포함하는 체적 브래그 격자 29. The method of claim 28,
And a third substrate is further bonded to a second substrate filled with the second dielectric material, 제35항에 있어서,
상기 제3기판은 쿼츠, 융합 실리카 및 유리 중 하나인 체적 브래그 격자.36. The method of claim 35,
Wherein the third substrate is one of quartz, fused silica, and glass. 제35항에 있어서,
상기 제1 기판, 상기 제2 기판 및 상기 제3 기판의 적어도 한쪽 면에 반사방지막이 형성되는 체적 브래그 격자.36. The method of claim 35,
Wherein an anti-reflection film is formed on at least one surface of the first substrate, the second substrate, and the third substrate.
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