일반기술

방향성 결합기

본 발명은 입력 도파로 조절을 통하여 두 전이계수(even, odd) 차이를 감소시키기 위한 방향성 결합기(directional coupler)에 관한 기술로서, 보다 상세하게는 결합기와 결합되는 직선형 입력 도파로의 중심축을 상기 결합기 중심축과 일정 거리 오프셋시켜 두 전이계수 차이를 감소시키거나, 결합기와 결합되는 입력 도파로를 일정한 곡률을 가지도록 설계하여 두 전이계수 차이를 감소시켜 궁극적으로 소멸비와 제작 허용오차의 향상에 관한 것이다. 본 기술을 포함한 기술군은 집적광학회로의 구성에 있어서 중요한 역할을 하며 현재 주로 광스위치, 파워 분배기, 필터, 변조기 및 광결합/분배기 등의 분야에 응용되어 제품화 되고 있다. 본 기술은 입력 도파로 조절을 통하여 두 전이계수(even, odd) 차이를 감소시킬 수 있는 방향성 결합기에 관한 것으로써, 두 전이계수 차이는 소멸비 저하, 제작 허용오차 감소 등을 유발시켜 전체소자 성능에 중요한 영향을 주기 때문에 그 중요성이 증가하고 있다. 본 기술은 방향성 결합기에서 입력 도파로의 수평이동, 곡선형 입력 도파로, 그리고 곡선형 입력 도파로의 수평이동으로 그 구성이 이루어지며, 각 구성에 대한 내용은 다음과 같다. - 첫째, 입력 도파로의 수평이동은 각기 일정한 도파폭과 길이를 가지고 상호 결합되는 결합기들과, 전이계수 차이를 감소시키기 위해 그 중심축이 상기 결합기의 중심축과 일정 거리만큼 오프셋되어 상기 결합기들의 일단에 결합되는 직선형 입력 도파로와, 그 중심축이 상기 결합기들의 중심축과 일치하도록 상기 결합기들의 나머지 일단과 결합되는 출력 도파로로 제작됨을 특징으로 한다. - 둘째, 곡선형 입력 도파로는 각기 일정한 도파폭과 길이를 가지고 상호 결합되는 결합기들과, 중심축이 상기 결합기의 중심축과 일정 거리만큼 오프셋되어 결합되며 상기 결합기와 결합되는 끝단과 나머지 끝단 사이의 도파로를 일정한 곡률을 주어 형성한 곡선형 입력 도파로와, 그 중심축이 상기 결합기들의 중심축과 일치하도록 상기 결합기들의 나머지 일단과 결합되는 출력 도파로로 제작됨을 특징으로 한다. - 셋째, 곡선형 입력 도파로의 수평이동은 위의 두 방법인 입력 도파로의 수평이동과 곡선형 입력 도파로의 혼용 적용을 특징으로 하여 보다 소멸비와 제작 허용오차를 향상시키는 것을 특징으로 한다. 본 기술을 포함한 기술군은 집적광학회로의 구성에 있어서 중요한 역할을 하며 현재 주로 광스위치, 파워 분배기, 필터, 변조기 및 광결합/분배기 등의 분야에 응용되어 제품화 되고 있다. 본 기술이 위 응용분야의 기존 기술보다 뛰어난 장점 및 특징은 다음과 같다. - 첫째, 두 전이계수 차이를 감소시키기 위해서 직선형 입력 도파로의 접합위치 오프셋(혹은 수평이동)과 곡선형 입력 도파로를 통한 도파모드의 조절방식을 도입함으로서 소멸비의 향상은 물론 제작 허용오차를 향상시켜 궁극적으로는 방향성 결합기의 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. - 둘째, 두 방식의 적절한 혼용 사용으로 각 방식의 단점을 서로 보완하여 한 방식을 사용하였을 때 보다 월등히 나은 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. - 셋째, 방향성 결합기의 도파구조를 변화시키지 않으므로 설계의 자유도를 높일 수 있는 이점도 있다.