DOI QR코드

DOI QR Code

Polymer-based Large Core Optical Splitter for Multimode Optical Networks

멀티모드 광네트워크용 폴리머기반 대구경 광분배기

  • An, Jong Bae (Nano-Photonics Research Center, Korea Photonics Technology Institute) ;
  • Lee, Woo-Jin (Nano-Photonics Research Center, Korea Photonics Technology Institute) ;
  • Hwang, Sung Hwan (Nano-Photonics Research Center, Korea Photonics Technology Institute) ;
  • Kim, Gye Won (Nano-Photonics Research Center, Korea Photonics Technology Institute) ;
  • Kim, Myoung Jin (Nano-Photonics Research Center, Korea Photonics Technology Institute) ;
  • Jung, Eun Joo (Nano-Photonics Research Center, Korea Photonics Technology Institute) ;
  • Moon, Jong Ha (Department of Materials Science and Engineering, Chonnam National University) ;
  • Kim, Jin Hyeok (Department of Materials Science and Engineering, Chonnam National University) ;
  • Rho, Byung Sup (Nano-Photonics Research Center, Korea Photonics Technology Institute)
  • 안종배 (한국광기술원 나노광전융합 연구센터) ;
  • 이우진 (한국광기술원 나노광전융합 연구센터) ;
  • 황성환 (한국광기술원 나노광전융합 연구센터) ;
  • 김계원 (한국광기술원 나노광전융합 연구센터) ;
  • 김명진 (한국광기술원 나노광전융합 연구센터) ;
  • 정은주 (한국광기술원 나노광전융합 연구센터) ;
  • 문종하 (전남대학교 신소재공학과) ;
  • 김진혁 (전남대학교 신소재공학과) ;
  • 노병섭 (한국광기술원 나노광전융합 연구센터)
  • Received : 2013.07.05
  • Accepted : 2013.08.05
  • Published : 2013.08.25

Abstract

Two types of polymer-based optical splitters with $200{\mu}m$ large core are presented for optical multimode networks, such as smart home networks, intelligent automotive networks, etc. Optical splitters that have 1:1 symmetric and 9:1 asymmetric structure were fabricated by a ultra violet(UV)-imprint technology using a deep etched Si(silicon) master by the Bosch process. In this paper, we successfully fabricated the symmetric and asymmetric optical splitters with suitable optical network applications.

본 논문에서는 스마트 홈 네트워크, 자동차용 광네트워크, 선박용 광네트워크 등의 멀티모드 광네트워크 구성을 위한 멀티모드 광분배기를 제작하였다. 멀티모드 광분배기는 폴리머 기반의 자외선 임프린트(ultra violet imprint, UV-imprint) 공정에 의해 $200{\mu}m$ 코어 사이즈를 갖는 대구경으로 제작하였으며, 신호 분기를 위한 1:1 균등 분배기 및 네트워크 모니터링을 위한 9:1 비균등 분배기를 제작하였다. 대구경 광분배기를 제작하기 위해 실리콘 웨이퍼에 Bosch process에 의한 광분배기 패턴을 식각하여 imprint 마스터를 제작 후 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)를 이용한 탄성체 몰드를 역상 복제 하였다. 역상 복제된 PDMS 몰드를 이용해 UV-imprint 공정에 의한 대구경 광분배기 칩을 제작하였다. 또한, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA) 광섬유 블록을 제작하고 광분배기 칩의 입출력 단에 광섬유를 정렬 부착하여, 최종적으로 광분배기는 광분배기 칩과 패키징을 위한 광섬유 블록을 폴리머 기반의 저가형으로 제작하였다. 제작된 폴리머 기반 광분배기의 도파손실, 삽입손실 및 출력 균일도를 측정하고, 내환경 특성 평가를 위해 $-40^{\circ}C{\sim}+60^{\circ}C$ 주기의 temperature cycling test 후 삽입손실 변화를 측정하였다.

Keywords

References

  1. N. Sharch and E. M. Starr, "Integrated optic 1X4 splitter in $SiO_2/GeO_2$," Elecrtron. Lett. 25, 981-982 (1989). https://doi.org/10.1049/el:19890656
  2. A. K. Dutta, "Vertical etching of thick $SiO_2$ using $C_2F_6$- based reactive ion beam etching," J. Vac. Sci. Tech. B 13, 1456-1459 (1995). https://doi.org/10.1116/1.588171
  3. M. V. Bazylenko and M. Gross, "Effect of reactive ion etching-generated sidewall roughness on propagation loss of buried-channel silica waveguide," Appl. Phys. Lett. 69, 2178-2180 (1996). https://doi.org/10.1063/1.117157
  4. W.-J. Lee, S. H. Hwang, J. W. Lim, and B. S. Rho, "Polymeric waveguide film with embedded mirror for multilayer optical circuits," IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 12-14 (2009). https://doi.org/10.1109/LPT.2008.2007970
  5. G. Griese, "A high-performance hybrid electric-optical interconnection technology for high-speed electronic system," IEEE Trans. Adv. Pack. 24, 375-383 (2001). https://doi.org/10.1109/6040.938306
  6. W.-J. Lee, S. H. Hwang, M. J. Kim, E. J. Jung, J. B. An, G. W. Kim, M. Y. Jeong, and B. S. Rho, "Surface input/ output optical splitter film for multilayer optical circuits," IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 506-508 (2012). https://doi.org/10.1109/LPT.2011.2182641
  7. H. Rhee, H. K. Kwon, C. K. Kim, H. J. Kim, J. S. Yoo, and Y. W. Kim, "Comparison of deep silicon etching using $SF_6/C_4F_8$ and $SF_6/C_4F_6$ plasmas in the Bosch process," Journal. Vacuum Science & Technol. 26, 576-581 (2008). https://doi.org/10.1116/1.2884763