KR100308319B1 - Semiconductor optical amplifier integrated with optical waveguide and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수동형 광 도파로와 능동형 광 증폭기를 집적한 반도체소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device integrating a passive optical waveguide and an active optical amplifier, and a method of manufacturing the same.
이러한 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자는, 빛을 증폭하는 활성층을 포함한 광 증폭기와, 상기 증폭된 빛의 경로를 제공하는 광 도파로를 집적하여 형성하는 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자에 있어서, 상기 광 도파로는 상부 도파로층과 하부 도파로층으로 형성되며, 두 도파로층들 중 한 도파로층은 빛이 광 증폭기 쪽으로 진행함에 따라 상기 빛을 다른 도파로층으로 이전시키기 위하여 상기 광 증폭기와의 접합면 방향으로 테이퍼링되고, 상기 다른 도파로층은 상기 광 증폭기의 활성층과 접합된다.A semiconductor optical amplifier device incorporating such an optical waveguide comprises: an optical amplifier including an active layer for amplifying light and an optical waveguide integrating an optical waveguide formed by integrating an optical waveguide providing the amplified light path. The optical waveguide is formed of an upper waveguide layer and a lower waveguide layer, and one of the waveguide layers has a junction surface with the optical amplifier to transfer the light to another waveguide layer as the light travels toward the optical amplifier. Tapered in a direction, the other waveguide layer is bonded to an active layer of the optical amplifier.
Description
본 발명은 집적형 반도체 광 증폭기에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 수동형 광 도파로와 능동형 광 증폭기를 집적한 반도체소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated semiconductor optical amplifier, and more particularly, to a semiconductor device integrating a passive optical waveguide and an active optical amplifier and a method of manufacturing the same.
오늘날, 나날이 증가하고 있는 정보 통신량을 만족시키기 위하여, 대용량 및 초고속의 정보통신체계가 요구되고 있다. 이러한 정보의 대용량화를 위하여 개발된 파장분할다중 전송방식은 많은 연구를 거듭한 결과 어느 정도 기술이 발전되었지만, 역다중화/다중화, 광 크로스 커넥터 등과 같은 서브 시스템 등은 아직 초보단계이다.Today, in order to satisfy the increasing amount of information communication, there is a demand for a large-capacity and high-speed information communication system. The wavelength division multiplexing method developed for the large-capacity of such information has been developed to some extent as a result of many studies, but sub-systems such as demultiplexing / multiplexing and optical cross connectors are still in their infancy.
이러한 서브 시스템의 구성을 위하여 파장선택, 파장변환, 증폭, retiming, regeneration, reshape 등의 여러 가지 기능이 필요한데 여기서 가장 중요한 소자는 반도체 광 증폭기 이다. 반도체 광 증폭기는 광 증폭뿐만 아니라, 비선형성을 이용하여 위 여러 가지 기능을 구현할 수 있는데, 광섬유를 통해 전송된 빛을 그대로 이용하기 때문에 광섬유에서 나온 빛과 반도체 광 증폭기로 입사되는 빛의 모드사이즈 매칭이 필요하다. 뿐만 아니라 반도체 광 증폭기는 광 도파로소자들과의 집적이 유용한 경우가 많다. 따라서 반도체 광 증폭기를 단일 집적, 또는 하이브리드 집적을 위하여서는 광 도파로와의 집적이 필수적이다.For the configuration of such a subsystem, various functions such as wavelength selection, wavelength conversion, amplification, retiming, regeneration, and reshape are required. The most important element is a semiconductor optical amplifier. In addition to optical amplification, the semiconductor optical amplifier can implement various functions by using nonlinearity. Since the light transmitted through the optical fiber is used as it is, the mode size matching between the light from the optical fiber and the light incident to the semiconductor optical amplifier is performed. This is necessary. In addition, semiconductor optical amplifiers are often useful for integration with optical waveguide elements. Therefore, the integration with the optical waveguide is essential for single integration or hybrid integration of the semiconductor optical amplifier.
종래기술에 따르면 능동소자인 반도체 광 증폭기와 수동소자인 광 도파로를 커플링하는 방법으로서, 반도체 광 증폭기와 광 도파로를 직접 성장하는 방법에 의해 버트커플링(butt coupling)하는 방법과, 반도체 광 증폭기 층에서 광 도파로로 이벤센트커플링(evanescent coupling)하는 방법, 또는 격자원조커플링(grating assisted coupling)하는 방법 등을 이용하였다.According to the prior art, a method of coupling a semiconductor optical amplifier, which is an active element, and an optical waveguide, which is a passive element, includes a method of butt coupling by directly growing a semiconductor optical amplifier and an optical waveguide, and a semiconductor optical amplifier. A method of evanescent coupling from a layer to an optical waveguide or a method of grating assisted coupling was used.
그러나, 반도체 광 증폭기와 광 도파로를 집적하려면, 여러 가지 어려움이 있다. 광 증폭기의 코어와 광 도파로의 코어가 다른 물질로 이루어지며, 두 코어들의 두께가 서로 다르다. 즉, 일반적인 광 증폭기는 그 두께가 0.3 um로 얇게 제작되는 반면에, 광 도파로의 두께는 코어의 물질에 따라 그 폭과 두께가 조금씩 다르지만 일반적으로 폭은 2um이고, 두께는 0.7um ∼ 1um 정도이다. 따라서, 두께가 다른 두 물질들을 손실없이 커플링시키기가 매우 어렵다.However, there are various difficulties in integrating semiconductor optical amplifiers and optical waveguides. The core of the optical amplifier and the core of the optical waveguide are made of different materials, and the thicknesses of the two cores are different from each other. In other words, the general optical amplifier is manufactured as thin as 0.3um, whereas the thickness of the optical waveguide is slightly different in width and thickness depending on the material of the core, but is generally 2um in width and 0.7um to 1um in thickness. . Thus, it is very difficult to couple two materials of different thickness without loss.
이러한 어려움들을 해결하기 위한 많은 해결책들이 제안되었으나, 이 어려움을 완전히 해결한 해결책은 나와있지 않다.Many solutions have been proposed to solve these difficulties, but there are no solutions that completely solve these difficulties.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광 증폭기와 커플링되는 부분의 광 도파로를 얇게 제작하여 광 증폭기와 광 도파로의 커플링을 용이하게 할 수 있고, 재현성이 높은 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to make a thin optical waveguide of the portion coupled to the optical amplifier to facilitate the coupling of the optical amplifier and the optical waveguide. The present invention provides a semiconductor optical amplifier device in which an optical waveguide with high reproducibility is integrated and a method of manufacturing the same.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자의 구조를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor optical amplifier device incorporating an optical waveguide according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자의 입체도면,2 is a three-dimensional view of a semiconductor optical amplifier device incorporating the optical waveguide shown in FIG. 1;
도 3은 도 1에 도시된 광 도파로부분을 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing an optical waveguide part shown in FIG. 1;
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자의 투시도,4 is a perspective view of a semiconductor optical amplifier device incorporating an optical waveguide according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자의 빛 전파특성을 도시한 도면이다.5 is a view showing light propagation characteristics of a semiconductor optical amplifier device incorporating an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※
11: 반도체기판(substrate) 12 : 하부 도파로층11: semiconductor substrate 12: lower waveguide layer
13 : 공간층 14 : 상부 도파로층13: space layer 14: upper waveguide layer
15 : 클래드층 16 : 활성층15 cladding layer 16 active layer
17 : 캡층 18 : P-층17: cap layer 18: P - layer
19 : P+층 20 : 반도체층19: P + layer 20: semiconductor layer
121 : 금속전극 122 : 반도체 절연층121: metal electrode 122: semiconductor insulating layer
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 광 도파로를 두 부분으로 나누어 광 증폭기와 커플링되는 부분의 광 도파로를 얇게 제작함으로서, 광 증폭기와의 커플링을 용이하게 수행하는 반도체 광 증폭기소자가 제공된다.According to the present invention for achieving the above object, by dividing the optical waveguide into two parts to make a thin optical waveguide of the portion coupled to the optical amplifier, a semiconductor optical amplifier device that facilitates the coupling with the optical amplifier Is provided.
이러한 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자는, 빛을 증폭하는 활성층을 포함한 광 증폭기와, 상기 증폭된 빛의 경로를 제공하는 광 도파로를 집적하여 형성하는 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자에 있어서, 상기 광 도파로는 상부 도파로층과 하부 도파로층으로 형성되며, 두 도파로층들 중 한 도파로층은 빛이 광 증폭기 쪽으로 진행함에 따라 상기 빛을 다른 도파로층으로 이전시키기 위하여 상기 광 증폭기와의 접합면 방향으로 테이퍼링되고, 상기 다른 도파로층은 상기 광 증폭기의 활성층과 접합된다.A semiconductor optical amplifier device incorporating such an optical waveguide comprises: an optical amplifier including an active layer for amplifying light and an optical waveguide integrating an optical waveguide formed by integrating an optical waveguide providing the amplified light path. The optical waveguide is formed of an upper waveguide layer and a lower waveguide layer, and one of the waveguide layers has a junction surface with the optical amplifier to transfer the light to another waveguide layer as the light travels toward the optical amplifier. Tapered in a direction, the other waveguide layer is bonded to an active layer of the optical amplifier.
양호하게는, 상기 광 증폭기의 활성층과 상기 광 도파로의 도파로층과의 접합면 위에 형성된 반도체 절연층을 더 포함하고, 상기 상부 도파로층과 하부 도파로층 사이에 형성된 공간층을 더 포함한다.Preferably, further comprising a semiconductor insulating layer formed on the junction surface between the active layer of the optical amplifier and the waveguide layer of the optical waveguide, and further comprises a space layer formed between the upper waveguide layer and the lower waveguide layer.
보다 양호하게는, 상기 공간층은 두 도파로층보다 낮은 굴절률과, 습식 에칭시 선택식각특성을 갖는 물질을 사용하며, 상기 물질은 InP인 것이 보다 양호하다.또한, 상기 두 도파로층들은 조성비가 각기 다른 물질을 사용하여 성정할 수도 있다.More preferably, the spacer layer uses a material having a lower refractive index than that of the two waveguide layers and a selective etching characteristic during wet etching, and the material is preferably InP. The two waveguide layers may have different composition ratios. Other materials may also be used.
또한, 본 발명에 따르면 위에서 설명한 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자를 제조하는 방법이 제공된다. 이 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자 제조방법은 반도체기판에 광 증폭기의 활성층과 캡층을 성장하는 제1단계와, 상기 반도체기판 위에 상기 광 증폭기의 활성층과 접합하는 광 도파로의 하부 도파로층을 성장하는 제2단계, 상기 하부 도파로층 위에 공간층과 상부 도파로층을 성장하는 제3단계, 상기 상부 도파로층이 광 증폭기 쪽으로 테이퍼링되도록 쐐기 모양으로 식각하는 제4단계, 및 상기 광 증폭기의 활성층과 광 도파로의 하부 도파로층과의 접합면 위에 반도체 절연층을 형성하는 제5단계를 포함한다.Further, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor optical amplifier device incorporating the optical waveguide described above. The semiconductor optical amplifier device manufacturing method incorporating the optical waveguide includes the first step of growing an active layer and a cap layer of an optical amplifier on a semiconductor substrate, and growing a lower waveguide layer of an optical waveguide bonded to the active layer of the optical amplifier on the semiconductor substrate. A second step of growing a space layer and an upper waveguide layer on the lower waveguide layer, a fourth step of etching the upper waveguide layer into a wedge shape so as to taper toward the optical amplifier, and an active layer and an optical of the optical amplifier And a fifth step of forming a semiconductor insulating layer on the bonding surface of the waveguide with the lower waveguide layer.
양호하게는, 상기 공간층은 두 도파로층보다 낮은 굴절률과, 습식 에칭시에 선택식각특성을 갖는 물질을 사용하며, 상기 물질은 InP인 것이 보다 양호하다.Preferably, the spacer layer uses a material having a lower refractive index than that of the two waveguide layers and a selective etching characteristic during wet etching, and the material is preferably InP.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 '광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자 및 그 제조방법'을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a semiconductor optical amplifier device incorporating an optical waveguide and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자의 구성도이다.1 is a block diagram of a semiconductor optical amplifier device incorporating an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명은 반도체기판(11)과, 반도체기판(11) 상에 성장된 광 도파로부분(12,13,14,15), 및 광 도파로부분과 커플링되며 반도체기판(11) 상에 성장된 광 증폭기부분(16,17,18,19,20)으로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the present invention is coupled to the semiconductor substrate 11, the optical waveguide portions 12, 13, 14, and 15, and the optical waveguide portion grown on the semiconductor substrate 11. And optical amplifier portions 16, 17, 18, 19 and 20 grown on
반도체 광 증폭기부분은 활성층(16)과, 얇은 캡층(17), P-층(18), P+층(19), 및 반도체 오믹접촉 향상을 위한 반도체층(20)이 순차적으로 적층되어 이루어진다. 광 도파로부분은 하부 도파로층(12)과, 공간층(13), 상부 도파로층(14), 및 클래드층(15)이 순차적으로 적층되어 이루어진다.The semiconductor optical amplifier portion is formed by sequentially stacking an active layer 16, a thin cap layer 17, a P − layer 18, a P + layer 19, and a semiconductor layer 20 for improving semiconductor ohmic contact. The optical waveguide portion is formed by sequentially stacking the lower waveguide layer 12, the space layer 13, the upper waveguide layer 14, and the cladding layer 15.
상기와 같이 이루어진 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the manufacturing method of a semiconductor optical amplifier device integrating the optical waveguide made as described above is as follows.
먼저, 반도체기판(11) 위에 광 증폭기부분의 활성층(16)을 성장시키고, 그 위에 InP로 얇은 캡층(17)을 성장시킨다. 다음, 광 증폭기부분 옆의 반도체기판(11) 위에 광 도파로부분을 선택마스크를 이용하여 선택 성장시킨다. 즉, 광 도파로부분의 하부 도파로층(12)과, 공간층(13), 상부 도파로층(14), 및 클래드층(15)을 순차적으로 선택 성장시킨다.First, the active layer 16 of the optical amplifier portion is grown on the semiconductor substrate 11, and the thin cap layer 17 is grown on InP. Next, the optical waveguide portion is selectively grown on the semiconductor substrate 11 next to the optical amplifier portion by using a selection mask. That is, the lower waveguide layer 12, the space layer 13, the upper waveguide layer 14, and the cladding layer 15 of the optical waveguide portion are sequentially grown.
이와 같이 광 도파로부분을 성장시킨 다음, 선택 성장시의 마스크를 제거하고, P-층(18), P+층(19), 및 반도체층(20)을 성장시킨다. 그 다음 선택식각을 이용하여 광 도파로부분 위에 성장된 P-층(18), P+층(19), 및 반도체층(20)을 제거하고, 광 증폭기부분과 광 도파로부분 사이의 전기적 절연을 위하여 반도체 절연층(122)을 선택 성장시킨다. 그 다음에 광 증폭기부분 위에 금속전극(121)을 형성한다.After growing the optical waveguide portion in this manner, the mask at the time of selective growth is removed, and the P − layer 18, the P + layer 19, and the semiconductor layer 20 are grown. Selective etching is then used to remove the P − layer 18, the P + layer 19, and the semiconductor layer 20 grown over the optical waveguide portion, and for electrical isolation between the optical amplifier portion and the optical waveguide portion. The semiconductor insulating layer 122 is selectively grown. Next, the metal electrode 121 is formed on the optical amplifier.
광 증폭기부분의 활성층(16)과 광 도파로부분의 하부 도파로층(12)이 상호 접합되며, 반도체 절연층(122)은 이 접합면 위에 형성된다.The active layer 16 of the optical amplifier portion and the lower waveguide layer 12 of the optical waveguide portion are bonded to each other, and the semiconductor insulating layer 122 is formed on this bonding surface.
일반적으로, 반도체 광 증폭기에서 증폭된 빛은 광 도파로을 통해 광섬유로접속되거나, 반도체 광 소자로 입력되며, 광 도파로 자체가 광 소자의 역할을 할 수도 있다. 광 경로가 역방향으로 진행할 경우도 마찬가지다. 즉, 광 도파로를 지나온 빛은 모드전환을 거쳐서 반도체 광 증폭기로 입력된다.In general, the light amplified by the semiconductor optical amplifier is connected to the optical fiber through the optical waveguide, or is input to the semiconductor optical device, the optical waveguide itself may serve as an optical device. The same is true when the optical path proceeds in the reverse direction. That is, light passing through the optical waveguide is input to the semiconductor optical amplifier through mode switching.
도 2는 도 1에 도시된 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자의 입체 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 광 도파로부분은 상부 도파로층(14)과 하부 도파로층(12)으로 분리된다. 상부 도파로층(14)은 광 증폭기부분과의 접합면 쪽으로 테이퍼된(tapered) 쐐기 모양으로 형성되고, 하부 도파로층(12)과 광 증폭기부분의 활성층(16)이 접합된다.FIG. 2 is a three-dimensional view of a semiconductor optical amplifier device incorporating the optical waveguide shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the optical waveguide portion is separated into an upper waveguide layer 14 and a lower waveguide layer 12. The upper waveguide layer 14 is formed in a wedge shape tapered toward the bonding surface with the optical amplifier portion, and the lower waveguide layer 12 and the active layer 16 of the optical amplifier portion are bonded.
빛이 광 도파로부분에서 광 증폭기부분으로 진행할 때에는 모든 상부 도파로층(14)이 테이퍼되기 때문에, 빛이 서서히(adiabatically) 하부 도파로층(12)으로 유도되면서 빛의 모드사이즈가 변환된다. 상기 상부 도파로층(14)은 쐐기 모양으로 식각함으로써 얻을 수 있다.When light travels from the optical waveguide portion to the optical amplifier portion, all of the upper waveguide layer 14 is tapered, so that the light is adiabatically guided to the lower waveguide layer 12 and the mode size of the light is converted. The upper waveguide layer 14 may be obtained by etching in a wedge shape.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 도파로부분을 도시한 단면도이다. 반도체기판(31)에 하부 도파로층(32)을 형성한다. 이 하부 도파로층은 상술한 바와 같이 광 증폭기부분의 활성층과 접합되는 층으로서, 이 활성층과 같은 두께로 형성하거나 약간 두껍게 형성한다. 이로써 효율적인 굴절률 매칭이 가능해진다.3 is a cross-sectional view illustrating an optical waveguide part according to an exemplary embodiment of the present invention. The lower waveguide layer 32 is formed on the semiconductor substrate 31. The lower waveguide layer is a layer bonded to the active layer of the optical amplifier portion as described above, and is formed in the same thickness or slightly thicker than the active layer. This enables efficient refractive index matching.
그 다음, 하부 도파로층(InGaAsP lg=1.3 um)과 선택식각 특성을 갖는 물질(InP)을 수백 Å 성장하여 공간층(33)을 형성한다. 그 위에 상부 도파로층(34)을 성장하고, 클래드층(35)을 형성한다. 이와 같이 도파로층이 두 부분으로 나뉘는데, 도 4에 도시된 바와 같이 상부 광도파로층은 삼각형 모양으로 테이퍼된다. 빔전파방법(beam propagation method) 계산 결과에 의하면 도파로의 폭이 2 um이고, 물질이 InGaAsP(lg= 1.3 um) 일 때, 서서히 광 모드를 변환할 수 있는 테이퍼링(tapering) 길이는 100 um 이상이면 된다.Subsequently, a lower waveguide layer (InGaAsP lg = 1.3 um) and a material (InP) having selective etching characteristics are grown several hundreds of microseconds to form a space layer 33. The upper waveguide layer 34 is grown thereon, and the cladding layer 35 is formed. As such, the waveguide layer is divided into two parts, and as shown in FIG. 4, the upper optical waveguide layer is tapered in a triangular shape. According to the calculation results of the beam propagation method, when the width of the waveguide is 2 um and the material is InGaAsP (lg = 1.3 um), the tapering length that can gradually change the optical mode is 100 um or more. do.
도 5는 본 발명에 따른 광 도파로를 집적한 반도체 광 증폭기소자의 빛 전파 특성을 도시한 도면이다. 도 5는 빔전파방법(beam propagation method)을 이용하여 2차원으로 계산한 결과를 도시한 도면으로서, (a)는 x방향으로 테이퍼링된 구조이고, (b)는 y방향으로 테이퍼링된 구조이며, 테이퍼링된 길이는 모두 100 um 이다.5 is a view showing light propagation characteristics of a semiconductor optical amplifier device incorporating an optical waveguide according to the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the results of two-dimensional calculations using a beam propagation method, (a) is a tapered structure in the x direction, (b) is a tapered structure in the y direction, The tapered lengths are all 100 um.
도 4와 같이 상부 도파로층을 테이퍼링하면 수직적 테이퍼링과 수평적 테이퍼링 효과를 모두 얻을 수 있는 바, 테이퍼링된 길이가 100 um 이상이면 급격한 전파 모드의 변화없이 서서히 모드를 전환을 할 수 있다. 즉, 이는 수직적 테이퍼링이 반도체에서 수백 um 정도의 길이를 요구하는 것을 감안할 때 매우 효과적임을 알 수 있다.When the upper waveguide layer is tapered as shown in FIG. 4, both vertical tapering and horizontal tapering effects can be obtained. When the tapered length is 100 um or more, the mode can be gradually switched without a sudden change in the propagation mode. That is, it can be seen that this is very effective considering that vertical tapering requires a length of several hundred um in the semiconductor.
위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the invention has been described above based on the preferred embodiments thereof, these embodiments are intended to illustrate rather than limit the invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, modifications, or adjustments to the above embodiments can be made without departing from the spirit of the invention. Therefore, the protection scope of the present invention will be limited only by the appended claims, and should be construed as including all such changes, modifications or adjustments.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 광 수동소자인 광 도파로를 두 층으로 분리하고, 한 층의 일부 도파로를 테이퍼링한 다음 나머지 층의 도파로를 이용하여 광 능동소자인 광 증폭기와 접합하기 때문에, 도파손실 및 모드매칭손실을 대폭 줄일 수 있다. 또한, 두 도파로층 사이에 공간층을 삽입하여 선택식각공정을 이용할 수 있기 때문에 상부, 하부 도파로층의 두께를 정확하게 조절할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the optical waveguide, which is an optical passive element, is separated into two layers, some of the waveguides of one layer are tapered, and then bonded to an optical amplifier, which is an optical active element, by using the waveguides of the remaining layers, so that the waveguide loss is reduced. And mode matching loss can be greatly reduced. In addition, since the selective etching process can be used by inserting a space layer between the two waveguide layers, the thickness of the upper and lower waveguide layers can be precisely adjusted.
또한, 본 발명은 수동소자와 능동소자를 접합할 경우뿐만 아니라 두 수동소자들을 접합할 경우에도 이용할 수 있는 바, 두 개의 서로 다른 굴절률과 두께를 갖는 두 광 도파로들을 집적(integration)할 때, 두꺼운 광 도파로를 위와 같은 방법으로 처리하면 두 광 도파로들 사이의 모드 매칭 및 접합 손실을 줄일 수 있다.In addition, the present invention can be used not only when joining passive elements and active elements, but also when joining two passive elements, and when integrating two optical waveguides having two different refractive indices and thicknesses, By treating the optical waveguide in this manner, it is possible to reduce the mode matching and the junction loss between the two optical waveguides.
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